Aircraft Motion Control Algorithms for Airborne Geophysical Survey

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

In an airborne geophysical survey, the control of moving objects requires forming optimal program (reference) trajectories. Optimality criteria differ depending on the tasks to be performed. The most obvious criterion is the time in which an object reaches its final position from an initial position. Problems with such a criterion are known as time-optimal control problems. This paper considers two control problems of this class related to the performance of a flight task by an aircraft during an airborne geophysical survey. Such a survey is traditionally carried out along a network of parallel routes. Accordingly, the first mode is to start the next survey route. The second mode is to approach the current straight segment of the route. The corresponding time-optimal control problems are posed and solved. The resulting solutions are the reference trajectories for the start and approach modes. The solutions are formally analyzed and methods for forming optimal trajectories and the corresponding controls implementing these trajectories are described. The onboard software implementation of these algorithms is described.

Sobre autores

A. Garakoev

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: garac@ipu.ru
Moscow, Russia

A. Gladyshev

2Section on Defense Problems of the Ministry of Defense of the Russian Federation at the RAS Presidium

Email: tolyagladyshev@yandex.ru
Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Nguyen, T.K., Pham, D.H., Nguyen, Q.C., et al. An Optimal Smooth-Path Motion Planning Method for a Car-like Mobile Robot // Journal of Technical Education Science. – 2023. – Iss. 75A. – P. 20–30.
  2. Kumar, D.P., Darbha, S., Manyam, S.G. and Casbeer, D. The Weighted Markov-Dubins Problem // IEEE Robotics and Automation Letters. – 2023. – Vol. 8, no. 3. – P. 1563–1570.
  3. Марков А.А. Некоторые примеры решений специального класса задач на наибольших и наименьших количествах. – Сообщ. Харьковск. мат. общ. – 1887. – Т. 1. – С. 250–276. [Markov, A.A. Nekotorye primery reshenii spetsial'nogo klassa zadach na naibol'shikh i naimen'shikh kolichestvakh. – Soobshch. Khar'kovsk. mat. obshch. – 1887. – T. 1. – S. 250–276. (In Russian)]
  4. Dubins, L.E. On Curves of Minimal Length with a Constraint on Average Curvature and with Prescribed Initial and Terminal Positions and Tangents // American Journal of Mathematics. – 1957. – Vol. 79, iss. 3. – P. 497– 516.
  5. Жодзишский П.Ю., Пухватов В.А. Повышение эффективности выполнения аэрогеофизических исследований // Геопрофи. – 2010. – № 2. – С. 23–25. [Zhodzishsky, P.Yu., Puhvatov, V.A. Improvement of Airborne Geophysical Studies Efficiency // Geoprofi. – 2010. – No. 2. – P. 23–25. (In Russian)]
  6. Тригубович Г.М., Шевчук С.О., Косарев Н.С., Никитин В.Н. Комплексная технология навигационного и геодезического обеспечения аэромагнитных исследований // Гироскопия и навигация. – 2017. – № 1. – С. 93–107. [Trigubovich, G.M., Shevchuk, S.O., Kosarev, N.S., Nikitin, V.N.. Complex Technology of Navigation and Geodetic Support of Airborne Electromagnetic Surveys // Gyroscopy and Navigation. – 2017. – Vol. 8, no. 3. – P. 226–234.]
  7. Каршаков Е.В. Особенности алгоритмов управления летательным аппаратом при аэросъемке // Проблемы управления. – 2012. – № 3. – С. 71–76. [Karshakov, E.V. Aircraft Control Algorithms Features in Case of Airborne Surveying // Control Sciences. – 2012. – No. 3. – P. 71–76. (In Russian)]
  8. Волковицкий А.К., Гаракоев А.М. Алгоритмы управления движением по фрагментарной траектории // Материалы XVI Международной конференции «Устойчивость и колебания нелинейных систем управления» (конференция Пятницкого). – Москва, 2022. – С. 101–105. [Volkovickij, A.K., Garakoev, A.M. Algoritmy upravlenija dvizheniem po fragmentarnoj traektorii // Materialy XVI Mezhdunarodnoj konferencii «Ustojchivost' i kolebanija nelinejnyh sistem upravlenija» (konferencija Pjatnickogo). – Moscow, 2022. – P. 101–105. (In Russian)]
  9. Karshakov, E.V., Shevchenko, A.M., Garakoev, A.M. Formation of a Director Index to Assist the Pilot in Conducting Airborne Geophysical Survey // International Workshop on Navigation and Motion Control (NMC 2020). – Samara, 2020. – P. 1–10.
  10. Новожилов И.В. Фракционный анализ. – М.: Изд-во мех-мат ф-та МГУ, 1995. – 224 с. [Novozhilov, I.V. Frakcionnyj analiz. – M.: Izd-vo meh-mat f-ta MSU, 1995. – 224 p. (In Russian)]
  11. Александров В.В., Парусников Н.А., Лемак С.С., Злочевский С.И. Введение в динамику управляемых систем. – М.: МГУ, 1993. – 181 с. [Aleksandrov, V.V., Parusnikov, N.A., Lemak, S.S., Zlochevskii, S.I. Vvedenie v dinamiku upravlyaemykh sistem. – M.: MSU, 1993. – 181 p. (In Russian)]
  12. Пацко В.С., Федотов А.А. Множество достижимости в момент для машины Дубинса в случае одностороннего поворота // Тр. ИММ УрО РАН. – 2018. – Т. 24, № 1. – С. 143–155. [Packo, V.S., Fedotov, A.A. Mnozhestvo dostizhimosti v moment dlja mashiny Dubinsa v sluchae odnostoronnego povorota // Tr. IMM UrO RAN. – 2018. – Vol. 24, no. 1. – P. 143–155. (In Russian)]
  13. Kaya, C.Y. Markov–Dubins Path via Optimal Control Theory // Comput Optim Appl. – 2017. – Vol. 68. – P. 719–747. – DOI: https://doi.org/10.1007/s10589-017-9923-8.
  14. Волковицкий А.К., Каршаков Е.В., Павлов Б.В. Структура алгоритмов управления проводкой летательного аппарата // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – № 3 (140). – С. 217–225. [Volkovitskii, A.K., Karshakov, E.V., Pavlov, B.V. Struktura algoritmov upravleniya provodkoi letatel'nogo apparata // Iz-vestiya YUFU. Tekhnicheskie nauki. – 2013. – No. 3 (140). – P. 217–225. (in Russian)]
  15. URL: https://geotechnologies.ru/ru/products/navdat_ru.html
  16. Инструкция по магниторазведке (наземная магнитная съемка, аэромагнитная съемка, гидромагнитная съемка) / М-во геологии СССР. – Л.: Недра, 1981. – 263 с. [Instrukcija po magnitorazvedke (nazemnaja magnitnaja s"emka, ajeromagnitnaja s"emka, gidromagnitnaja s"emka) / M-vo geo-logii SSSR. – L.: Nedra, 1981. – 263 p.]

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar


Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).