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Robust Maneuver Planning With Scalable Prediction Horizons: A Move Blocking Approach

Schitz, Philipp und Dauer, Johann C. und Mercorelli, Paolo (2024) Robust Maneuver Planning With Scalable Prediction Horizons: A Move Blocking Approach. IEEE Control Systems Letters, 8, Seiten 1907-1912. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LCSYS.2024.3414971. ISSN 2475-1456.

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437kB

Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.1109/LCSYS.2024.3414971

Kurzfassung

Implementation of Model Predictive Control (MPC) on hardware with limited computational resources remains a challenge. Especially for long-distance maneuvers that require small sampling times, the necessary horizon lengths prevent its application on onboard computers. In this letter, we propose a computationally efficient tube-based shrinking horizon MPC that is scalable to long prediction horizons. Using move blocking, we ensure that a given number of decision inputs is efficiently used throughout the maneuver. Next, a method to substantially reduce the number of constraints is introduced. The approach is demonstrated with a helicopter landing on an inclined platform using a prediction horizon of 300 steps. The constraint reduction decreases the computation time by an order of magnitude with a slight increase in trajectory cost.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/205397/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Robust Maneuver Planning With Scalable Prediction Horizons: A Move Blocking Approach
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schitz, Philippphilipp.schitz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7365-3430165902091
Dauer, Johann C.johann.dauer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8287-2376NICHT SPEZIFIZIERT
Mercorelli, PaoloLeuphana University of Lüneburghttps://orcid.org/0000-0003-3288-5280NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 Juni 2024
Erschienen in:IEEE Control Systems Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.1109/LCSYS.2024.3414971
Seitenbereich:Seiten 1907-1912
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2475-1456
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Model Predicitive Control, MPC, Trajectory planning, optimiztation, real-time, computational methods, autonomous systems, robotics, automatic landing, helicopter, robust control, Trajektorienplanung, Trajektorienoptimierung, Hubschrauber, Autonome Landung, Robustheit, Regelung, UAV, Unmanned Aircraft, UAS
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Unbemannte Flugsysteme
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Flugsystemtechnik > Unbemannte Luftfahrzeuge
Institut für Flugsystemtechnik
Hinterlegt von: Schitz, Philipp
Hinterlegt am:21 Aug 2024 12:47
Letzte Änderung:21 Aug 2024 12:47

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