고정된 최종시간 조건 및 추종제어 문제에 적용 가능한 수정 Φ-D 준 최적제어 알고리즘 = The Modified Φ-D Suboptimal Control Algorithm Applicable to the Fixed Final Time Condition and Regulation Control Problem
저자
조동현 ( Cho Dong Hyun ) ; 이상현 ( Lee Sang Hyun ) ; 김승필 ( Kim Seung Pil )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2017
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
242-256(15쪽)
제공처
소장기관
본 논문은 시불변 시스템 뿐 아니라 고정된 최종시간이 구속조건으로 주어진 최적제어 문제와 추종제어 문제에도 적용가능 한 수정된 Φ-D 알고리즘을 제시하였다. 기존의 Φ-D 알고리즘이 대수방정식 형태의 Riccati 공식 및 Lyapunov 함수를 푸는 것이었다면, 수정된 Φ-D 알고리즘은 미분방정식 형태로 표현된 보조 상태변수를 멱급수 전개하여 푸는 방식이다. 수정된 Φ-D 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 일반적인 형태의 고정된 시간영역 조건이 구속조건으로 주어진 비선형 최적제어 문제와 지구-화성 간 궤도전이 추종제어 문제에 수정된 Φ-D 알고리즘을 적용하여 시뮬레이션을 수행함으로써 성능을 검증하였다. 성능 검증결과 수정된 Φ-D 알고리즘 상의 제어 상수행렬인 D, T 행렬의 멱급수의 차수를 올려줌으로써 수렴한 준 최적해의 정확성을 향상시킬 수 있고, 기존의 시불변 시스템 뿐 아니라 다양한 조건(고정된 최종시간 구속조건, 추종제어 최적제어)의 최적제어 문제에 적용가능 함을 확인하였다.
더보기This paper presents a modified Φ-D algorithm that can be applied not only to the time invariant system but also to the optimal control problem given the fixed final time constraint and the regulation control problem. If the existing algorithm was to solve the Riccati formula and the Lyapunov function of the algebraic equation form, the modified algorithm is a method of solving the auxiliary state variables expressed in the form of differential equations by power series expansion. In order to verify the performance of the Φ-D modified algorithm, a nonlinear optimal control problem, which is given by a fixed final time condition as a constraint and the control problem of the Earth to Mars orbit transfer, are applied. As a result of the performance verification, it is possible to improve the accuracy of the converged suboptimal solution by raising the order of the power series. Also, it is confirmed that it is applicable not only to the existing time invariant system but also to the optimal control problem of various conditions.
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