이공학편 : 이산시간 시스템에서 경로점 추정기법을 적용한 비선형 최적제어 알고리즘 = The Discretized SBS Method with a Waypoint Scheme
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2013
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Korean
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학술저널
수록면
122-135(14쪽)
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이 논문에서는 이산시간 시스템에서 비선형 최적제어기법 중 하나인 SBS(Successive Backward Sweep)알고리즘에 경로점 추정기법(Waypoints Scheme)을 결합하여 보다 안정적으로 수렴된 최적 해를 얻을 수 있는 비선형 최적제어 알고리즘을 제안하였다. 일반적으로 이산시간 시스템에서 최적 제어 알고리즘을 적용함으로써 적분기의 동특성과 이산화된 비선형 최적제어기법 사이의 불일치로 부터 발생하는 경계조건 오차를 감소시킬 수 있다. 그리고 최적제어기법 중 SBS 알고리즘이 쉽게 다른 알고리즘과 결합시켜 사용할 수 있다는 장점을 이용하여, 경로점 추정기법을 SBS 알고리즘에 적용하여 새로운 비선형 최적제어 알고리즘을 개발하였다. 경로점 추정기법을 통해 경로점들을 미리 생성한 후, 각 경로점 사이에서 SBS 알고리즘을 적용하기 때문에, 전체 시스템의 비선형성을 감소시키거나 장시간 시뮬레이션이 요구되는 최적제어 알고리즘에 보다 효율적으로 수렴된 최적해를 얻을 수 있다. 비선형성이 강하면서 장시간 시뮬레이션이 요구되는 Hypersensitive 최적제어 문제에 위 알고리즘을 적용함으로써 성능을 검증하였다.
더보기Generally, highly nonlinear optimal control problems posed over long time simulation are difficult to solved due to numerical sensitivity issues. However, Introduction of a waypoint scheme can reduce sensitivity by restricting the integration domain in each segment or stage and coupling of the discretization scheme to derivation the necessary conditions can reduce the terminal boundary error. I check the performance of this algorithm by simulating hypersensitive problem. Hypersensitive problem is difficult to solve by using a general optimal control algorithm because it involves a highly nonlinear system and a long time duration. The discretized SBS method with a waypoint scheme proves useful for solving this problem.
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