Optimal Control of Towing Kites
Optimal Control of Towing Kites
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拖曳风筝的最优控制
DOI：
10.1109/cdc.2006.377210
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发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
M. Diehl
中科院分区：
文献类型：
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作者：
B. Houska;M. Diehl
在本文中，我们提出了一个具有挑战性的应用周期最优控制。一只风筝将一艘船拖向一个给定的目标方向，它应该飞最佳的圈。我们展示了如何找到最大的平均牵引力，通过控制的滚动角的拖曳风筝考虑到风是随着海拔高度在海上增加。对于这种高度非线性和不稳定的系统，最优控制问题具有周期性约束，自由的初始值，和一个自由的周期持续时间。对于它的解决方案，我们使用MUSCOD-II，一个基于直接多重打靶法的最优控制软件包。最后，我们讨论了一个重要的设计参数，风筝的有效滑翔比的影响
In this paper we present a challenging application of periodic optimal control. A kite that is towing a ship into a given target direction should fly optimal loops. We show how to find the maximum average tractive force by controlling the roll angle of the towing kite taking into account that the wind is increasing with the altitude over the sea. The optimal control problem for this highly nonlinear and unstable system has periodicity constraints, free initial values, and a free cycle duration. For its solution, we use MUSCOD-II, an optimal control package based on the direct multiple shooting method. Finally, we discuss the influence of an important design parameter, the effective glide ratio of the kite