A New approach to finding the control that transports a system from one phase state to another


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

In their previous papers, the authors have considered the possibility of applying the theory of motion for nonholonomic systems with high-order constraints to solving one of the main problems of the control theory. This is a problem of transporting a mechanical system with a finite number of degrees of freedom from a given phase state to another given phase state during a fixed time. It was shown that, when solving such a problem using the Pontryagin maximum principle with minimization of the integral of the control force squared, a nonholonomic high-order constraint is realized continuously during the motion of the system. However, in this case, one can also apply a generalized Gauss principle, which is commonly used in the motion of nonholonomic systems with high-order constraints. It is essential that the latter principle makes it possible to find the control as a polynomial, while the use of the Pontryagin maximum principle yields the control containing harmonics with natural frequencies of the system. The latter fact determines increasing the amplitude of oscillation of the system if the time of motion is long. Besides this, a generalized Gauss principle allows us to formulate and solve extended boundary problems in which along with the conditions for generalized coordinates and velocities at the beginning and at the end of motion, the values of any-order derivatives of the coordinates are introduced at the same time instants. This makes it possible to find the control without jumps at the beginning and at the end of motion. The theory presented has been demonstrated when solving the problem of the control of horizontal motion of a trolley with pendulums. A similar problem can be considered as a model, since when the parameters are chosen correspondingly it becomes equivalent to the problem of suppression of oscillations of a given elastic body some cross-section of which should move by a given distance in a fixed time. The equivalence of these problems significantly widens the range of possible applications of the problem of a trolley with pendulums. The previous solution of the problem has been reduced to the selection of a horizontal force that is a solution to the formulated problem. In the present paper, it is offered to seek an acceleration of a trolley with which it moves by a given distance in a fixed time, as a time function but not a force applied to the trolley, while the velocities and accelerations are equal to zero at the beginning and end of motion. In this new problem, the rotation angles of pendulums are the principal coordinates. This makes it possible to find a sought acceleration of a trolley on the basis of a generalized Gauss principle according to the technique developed before. Knowing the motion of a trolley and pendulums it is easy to determine the required control force. The results of numerical calculations are presented.

Об авторах

S. Zegzhda

St. Petersburg State University

Автор, ответственный за переписку.
Email: soltakhanov@ya.ru
Россия, Universitetskaya nab. 7/9, St. Petersburg, 199034

E. Shatrov

St. Petersburg State University

Email: soltakhanov@ya.ru
Россия, Universitetskaya nab. 7/9, St. Petersburg, 199034

M. Yushkov

St. Petersburg State University

Email: soltakhanov@ya.ru
Россия, Universitetskaya nab. 7/9, St. Petersburg, 199034

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Allerton Press, Inc., 2016

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».