Reserching performance of the Dubins machine hybrid model with single separation of control objects

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The problem of the performance of a hybrid system, which the number of control objects changes during the operation is considered. One control object (carrier) begins to move. At some point in time, several moving objects are separated from it and sent to specified terminal states (targets). The carrier is represented by a hybrid model of the Dubins machine, allowing trajectories of unlimited curvature. The movement of separated objects is rectilinear with limited speeds and accelerations. The problem of minimizing the time to achieve all goals is solved.

About the authors

A. S. Bortakovskii

Moscow Aviation Institute (National Research University); National University of Science and Technological University (MISiS)

Author for correspondence.
Email: asbortakov@mail.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

I. V. Uryupin

Federal Research Center “Computer Science and Control” of the Russian Academy of Sciences

Email: uryupin93@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Каляев И. А., Гайдук А. Р., Капустян С. Г. Модели и алгоритмы коллективного управления в группах роботов. М.: Физматлит, 2009.
  2. Куржанский А. Б. Задача управления групповым движением. Общие соотношения // Докл. РАН. 2009. Т. 426. № 1. C. 20—25.
  3. Бортаковский А. С. Быстродействие группы управляемых объектов // Изв. РАН. ТиСУ. 2023. № 5. С. 51—77.
  4. Евдокименков В. Н., Красильщиков М. Н., Оркин С. Д. Управление смешанными группами пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов в условиях единого информационно-управляющего поля. М.: Изд-во МАИ, 2015.
  5. Гончаренко В. И., Желтов С. Ю., Князь В. А., Лебедевa Г. Н., Михайлинa Д. А., Царева О.Ю. Интеллектуальная система планирования групповых действий беспилотных летательных аппаратов при наблюдении наземных мобильных объектов на заданной территории // Изв. РАН. ТиСУ. 2021. № 3. С. 39—56.
  6. Tsourdos A., White B., Shanmugavel M. Cooperative Path Planning of Unmanned Aerial Vehicles. N. Y.: Wiley&Sons, 2011.
  7. Jia Zeng, Xiaoke Yang, Lingyu Yang, Gongzhang Shen. Modeling for UAV Resource Scheduling Under Mission Synchronization // J. Systems Engineering and Electronics. 2010. V. 21. № 5. P. 821—826.
  8. Babel L. Coordinated Target Assignment and UAV Path Planning with Timing Constraints // J. Intelligent & Robotic Systems. 2019. V. 94 (3-4). P. 857—869.
  9. Poudel S., Moh S. Task Assignment Algorithms for Unmanned Aerial Vehicle Networks: A Comprehensive Survey // Vehicular Communications. 2022. V. 35. P. 100469.
  10. Бузиков М. Э., Галяев А. А. Перехват подвижной цели машиной Дубинса за кратчайшее время // АиТ. 2021. № 5. С. 3—19.
  11. Галяев А. А., Рубинович Е. Я. Планирование движения подвижных объектов в конфликтной среде // Аналитическая механика, устойчивость и управление: Тр. XI Междунар. Четаевской конф. (пленарные доклады). Казань: Изд-во КНИТУ-КАИ, 2017. С. 71—90.
  12. Mohsan S. A. H., Othman N. Q. H., Li Y. et al. Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): Practical Aspects, Fpplications, Open Challenges, Security Issues, and Future Trends. Intel Serv Robotics. 2023. V. 16. P. 109—137.
  13. Марков А. А. Несколько примеров решения особого рода задач о наибольших и наименьших величинах // Сообщения Харьк. мат. общества. Сер. 2. Т. I. 1889. С. 250—276.
  14. Dubins L. E. On Сurves of Minimal Length with a Constraint on Average Curvature, and with Prescribed Initial and Terminal Positions and Tangents // American. Mathematics. 1957. V. 79. No. 3. P. 497—516.
  15. Isaacs R. Games of Pursuit // Scientific Report of the RAND Corporation. Santa Monica, 1951.
  16. Reeds J. A., Shepp L. A. Optimal Paths for a Car that Goes Both Forwards and Backwards // Pacific J. Math. 1990. V. 145. No. 2. P. 367—393.
  17. Бердышев Ю. И. Об оптимальном по быстродействию управлении обобщенной машиной Дубинса // Тр. ИММ УрО РАН. 2016. Т. 22. № 1. C. 26—35.
  18. Зеликин М. И., Борисов В. Ф. Синтез оптимальных управлений с накоплением переключений // Итоги науки и техники. Сер. Современная математика и ее приложения. Тематический обзор. 2002. Т. 90. С. 5—189.
  19. Бортаковский А. С. Оптимальные по быстродействию траектории плоского движения с неограниченной кривизной // Изв. РАН. ТиСУ. 2022. № 4. С. 38—48.
  20. Пацко В. С., Федотов А. А. Трехмерное множество достижимости для машины Дубинса: сведение общего случая ограничений на повороты к каноническому // Изв. РАН. ТиСУ. 2023. № 4. С. 25—49.
  21. Понтрягин Л. С., Болтянский В. Г., Гамкрелидзе Р. В., Мищенко Е. Ф. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Физматгиз, 1961.
  22. Кларк Ф. Оптимизация и негладкий анализ. М.: Наука, 1988.
  23. Бортаковский А. С. Необходимые условия оптимальности гибридных систем переменной размерности // Изв. РАН. ТиСУ. 2022. № 1. С. 28—40.
  24. Аграчев А. А., Сачков Ю. Л. Геометрическая теория управления. М.: Физматлит, 2005.
  25. Понтрягин Л. С., Болтянский В. Г., Гамкрелидзе Р. В., Мищенко Е. Ф. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Физматгиз, 1961. 392 с.
  26. Савелов А. А. Плоские кривые. Систематика, свойства, применения (справочное руководство). М.: Физматгиз, 1960. 293 с.

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies