Численный метод решения оптимизационной задачи траекторного управления и поддержания формации группой
автономных БПЛА с прогнозирующими моделями

К. Ю. Ганьшин, Д. Л. Винокурский, О. С. Мезенцева, Ф. В. Самойлов

---

Аннотация. Статья посвящена разработке численного метода решения оптимизационной задачи траекторного управления единичным БПЛА на основе метода штрафных функций с вычислительным ускорением. Описан численный метод поиска решения задачи траекторного управления, которая представлена в виде задачи квадратичного программирования, использующий метод штрафных функций с вычислительным ускорением Эйткина.

Ключевые слова: алгоритмы генерации траекторий, математическая модель БПЛА, численный метод, ускорение Эйткина, штрафная функция, Лагранж

Для цитирования. Ганьшин К. Ю., Винокурский Д. Л., Мезенцева О. С., Самойлов Ф. В. Численный метод решения оптимизационной задачи траекторного управления и поддержания формации группой автономных БПЛА с прогнозирующими моделями // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2023. № 4(114). С. 55–60. DOI: 10.35330/1991-6639-2023-4-114-55-60

Информация об авторах

Ганьшин Константин Юрьевич, аспирант, Институт информационных технологий и телекоммуникаций, Северо-Кавказский федеральный университет;
355017, Россия, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1;
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7495-0736
Винокурский Дмитрий Леонидович, канд. физ.-мат. наук, доцент, Институт информационных технологий и телекоммуникаций, Северо-Кавказский федеральный университет;
355017, Россия, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1;
dlvinokursky@gmail.com, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5225-8076
Мезенцева Оксана Станиславовна, канд. физ.-мат. наук, доцент, Институт информационных технологий и телекоммуникаций, Северо-Кавказский федеральный университет;
355017, Россия, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1;
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5503-1056
Самойлов Филипп Владимирович, доцент, Институт информационных технологий и телекоммуникаций, Северо-Кавказский федеральный университет;
355017, Россия, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1;
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3555-4479

Список литературы

1. Jezierski A. A comparison of LQR and MPC control algorithms of an inverted pendulum / A. Jezierski, J. Mozaryn, D. Suski. Advances in Intelligent Systems and Computing. Cham: Springer International Publishing. 2017. Pp. 65–76.
2. Ławryńczuk M. Introduction to model predictive control // in book «Nonlinear Predictive Control Using Wiener Models». Cham: Springer International Publishing. 2022. Pp. 3–40.
3. Richalet J., Rault A., Testud J. et al. Model predictive heuristic control. Automatica (Oxf.). No. 14 (5). Pp. 413–428.
4. Виноградов А. М., Красильчик И. С. Что такое гамильтонов формализм? // УМН. 1975. Т. 30. No. 1(181). С. 173–198.
5. Garcia G.A., Kim A.R., Jackson E. et al. Modeling and flight control of a commercial nano quadrotor // International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS). IEEE. 2017. DOI:
   10.1109/icuas.2017.7991439-2017.
6. Chinedu Amata Amadi W.S. Design and implementation of Model Predictive Control on Pixhawk Flight Controller. Stellenbosch University. 2018.
7. Giernacki W., Skwierczynski M., Witwicki W. et al. Crazyflie 2.0 quadrotor as a platform for research and education in robotics and control engineering. 22nd International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR). IEEE. 2017. DOI: 10.1109/mmar.2017.8046794-2017.
8. Арнольд В. И., Козлов В. В., Нейштадт А. И. Математические аспекты классической и небесной механики // Динамические системы – 3, Итоги науки и техн. Сер. Соврем. пробл. мат. Фундам. направления. ВИНИТИ: М., 1985. № 3. С. 5–290.
9. Wills A.G., Heath W.P. Barrier function based model predictive control. Automatica: the journal of IFAC, the International Federation of Automatic Control. 2004. No. 8(40). Pp. 1415–1422.
10. Gopal V., Biegler L.T. Large scale inequality constrained optimization and control. IEEE Control Systems Magazine. 1998. No. 18(6). Pp. 59–68.
11. Фаддеев Д. К., Фаддеева В. Н. Вычислительные методы линейной алгебры. Ленинград: Наука, 1975.
12. Aitken A.C. XXV. – On Bernoulli’s numerical solution of algebraic equations. Proceedings of the Royal Society of Edinburgh. 1927. (46). Pp. 289–305.