Model Predictive Control for a ۳D Pendulum on SO(۳) Manifold Using Convex Optimization

سال انتشار: 1398
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 230

فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_COAM-4-2_006

تاریخ نمایه سازی: 30 بهمن 1401

چکیده مقاله:

Conventional model predictive control (MPC) methods are usually implemented to systems with discrete-time dynamics laying on smooth vector space \mathbf{R}^n‎. ‎In contrast‎, ‎the configuration space of the majority of mechanical systems is not expressed as Euclidean space‎. ‎Therefore‎, ‎the MPC method in this paper has developed on a smooth manifold as the configuration space of the attitude control of a ۳D pendulum‎. ‎The Lie Group Variational Integrator (LGVI) equations of motion of the ۳D pendulum have been considered as the discrete-time update equations since the LGVI equations preserve the group structure and conserve quantities of motion‎. ‎The MPC algorithm is applied to the linearized dynamics of the ۳D pendulum according to its LGVI equations around the equilibrium using diffeomorphism‎. ‎Also‎, ‎as in standard MPC algorithms‎, ‎convex optimization is solved at each iteration to compute the control law‎. ‎In this paper‎, ‎the linear matrix inequality (LMI) is used to solve the convex optimization problem under constraints‎. ‎A numerical example illustrates the design procedure‎.

کلیدواژه ها:

نویسندگان

Sara Mansourinasab

Electrical and Computer Engineering Department, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

Mahdi Sojoodi

Electronic and Computer Engineering Department, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.

Seyed Reza Moghadasi

Mathematics Department, Sharif University of Technology, Tehran, Iran.

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • ‎ bibitem{agrachev۲۰۱۳control}‎‎ Agrachev A.‎, ‎Sachkov Y‎. ‎(۲۰۱۳)‎. ‎``Control theory from ...
  • ‎ bibitem{holm۲۰۰۹geometric}‎‎Holm D.‎, ‎Schmah T.‎, ‎Stoica C‎. ‎(۲۰۰۹)‎. ‎``Geometric mechanics ...
  • ‎ bibitem{kizil۲۰۲۰control}‎‎ Kizil E‎. ‎(۲۰۲۰)‎. ‎``Control Homotopy of Trajectories''‎, ‎Journal ...
  • ‎ bibitem{lee۲۰۰۸computational}‎‎ Lee T‎. ‎(۲۰۰۸)‎. ‎``Computational Geometric Mechanics and Control ...
  • ‎ bibitem{lee۲۰۱۷global}‎‎ Lee T.‎, ‎Leok M.‎, ‎Harris McClamroch N‎. ‎(۲۰۱۷)‎. ...
  • ‎ bibitem{colombo۲۰۱۸variational}‎‎Colombo L.J.‎, ‎Marina H.G‎. ‎(۲۰۱۸)‎. ‎``A Variational Integrator for ...
  • ‎ bibitem{man۲۰۲۰variational}‎‎ Man S.‎, ‎Gao Q.‎, ‎Zhong W‎. ‎(۲۰۲۰)‎. ‎``Variational ...
  • ‎ bibitem{iserles۲۰۰۰lie}‎‎ Iserles A.‎, ‎Munthe-Kaas H.Z.‎, ‎Nørsett S.P.‎, ‎Zanna A‎. ...
  • ‎ bibitem{harier۲۰۰۶geometric}‎‎ Hairer E.‎, ‎Lubich C.‎, ‎Wanner G‎. ‎(۲۰۰۶)‎. ‎``Geometric ...
  • ‎ bibitem{kalabic۲۰۱۷MPC}‎‎ Kalabi'{c} U.V.‎, ‎Gupta R.‎, ‎Cairano S.Di‎, ‎Boloch A.M.‎, ...
  • ‎ bibitem{kalabic۲۰۱۶MPC}‎‎ Kalabi'{c} U.V.‎, ‎Gupta R.‎, ‎Cairano S.D.‎, ‎Bloch A.M.‎, ...
  • ‎ bibitem{kothare۱۹۹۶robust}‎‎ Kothare‎, ‎M.V.‎, ‎Venkataramanan B.‎, ‎Manfred M‎. ‎(۱۹۹۶)‎. ‎``Robust ...
  • ‎ bibitem{lee۲۰۰۵lie}‎‎ Lee T.‎, ‎McClamroch N‎. ‎H.‎, ‎Leok M‎. ‎(۲۰۰۵)‎. ...
  • ‎ bibitem{lee۲۰۰۸optimal}‎‎ Lee T.‎, ‎Leok M.‎, ‎Harris McClamroch N‎. ‎(۲۰۰۸)‎. ...
  • ‎ bibitem{kalabic۲۰۱۴constrained}‎‎ Kalabic U.‎, ‎Gupta R.‎, ‎Di Cairano S.‎, ‎Bloch ...
  • ‎ bibitem{saccon۲۰۱۰exploration}‎‎Saccon A.‎, ‎Hauser J.‎, ‎Aguiar P‎. ‎(۲۰۱۰)‎. ‎``Exploration of ...
  • ‎ bibitem{gupta۲۰۱۵constrained}‎‎ Gupta R.‎, ‎Kalab'i{c} U.‎, ‎Di Cairano S.‎, ‎Bloch ...
  • ‎ bibitem{strejc۱۹۷۲state}‎‎ Strejc V‎. ‎(۱۹۷۲)‎. ‎``State-space synthesis of discrete linear ...
  • ‎ bibitem{gupta۲۰۱۶analytical}‎‎ Gupta R‎. ‎(۲۰۱۶)‎. ‎``Analytical and Numerical Methods for ...
  • ‎ bibitem{lee۲۰۱۱stable}‎‎ Lee T.‎, ‎Leok M.‎, ‎Harris McClamroch N‎. ‎(۲۰۱۱)‎. ...
  • ‎ bibitem{poursafar۲۰۱۰model}‎‎ Poursafar N.‎, ‎Taghirad H.D.‎, ‎Haeri M‎. ‎(۲۰۱۰)‎. ‎``Model ...
  • نمایش کامل مراجع