Numerical methods for the optimal control of constrained mechanical systems

约束机械系统最优控制的数值方法

基本信息

项目摘要

Optimal control problems have many interesting applications in the field of multibody dynamics ranging from the energy efficient control of lightweight robots to the biomechanics of human motion. Provided that minimal coordinates can be found for the description of the multibody system, the equations of motion assume the form of ordinary differential equations which play the role of state equations in the optimal control problem. For this case well-established numerical methods can be applied to solve the optimal control problem. However, the use of minimal coordinates is confined to comparatively simple multibody systems with tree structure. The general approach to multibody dynamics relies on the use of redundant coordinates. Correspondingly, the state equations of the optimal control problem now assume the form of differential-algebraic equations. For this class of problems there is still great need for research, since the common approach does not guarantee that the correct necessary optimality conditions are solved. The goal of the present proposal is the development of new methods which resolve this shortcoming of existing methods.
最优控制问题在多体动力学领域有许多有趣的应用,从轻型机器人的节能控制到人类运动的生物力学。在能够找到描述多体系统的最小坐标的情况下,运动方程采用常微分方程组的形式,在最优控制问题中起到状态方程的作用。对于这种情况,可以用成熟的数值方法来求解最优控制问题。然而,最小坐标的使用仅限于树形结构的相对简单的多体系统。多体动力学的一般方法依赖于使用冗余坐标。相应地,最优控制问题的状态方程现在采用微分-代数方程的形式。对于这类问题,仍然有很大的研究需要,因为通常的方法不能保证正确的必要条件得到解决。本提案的目标是开发新的方法,以解决现有方法的这一缺点。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr.-Ing. Peter Betsch其他文献

Professor Dr.-Ing. Peter Betsch的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr.-Ing. Peter Betsch', 18)}}的其他基金

Structure-preserving optimal control of multibody systems
多体系统的结构保持最优控制
  • 批准号:
    240990603
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Mechanische Integratoren für diskrete mechanische Systeme mit holonomen und nichtholonomen Zwangsbedingungen
用于具有完整和非完整约束的离散机械系统的机械积分器
  • 批准号:
    5438419
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Nichtlineare Schalenelemente für die Dynamik flexibler Mehrkörpersysteme
用于柔性多体系统动力学的非线性壳单元
  • 批准号:
    13451893
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Unsymmetric enhanced assumed strain elements for solid and structural mechanics
固体和结构力学的不对称增强假定应变单元
  • 批准号:
    466086399
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Thermodynamically consistent discretization methods for coupled thermomechanical problems
耦合热机械问题的热力学一致离散化方法
  • 批准号:
    388118188
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Simulation approach to the inverse dynamics of underactuated systems
欠驱动系统逆动力学的仿真方法
  • 批准号:
    289782590
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Mixed methods for the structure-preserving integration in nonlinear structural and elasto-dynamics
非线性结构和弹性动力学中保结构积分的混合方法
  • 批准号:
    227928419
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

复杂图像处理中的自由非连续问题及其水平集方法研究
  • 批准号:
    60872130
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Computational Methods for Analyzing Toponome Data
  • 批准号:
    60601030
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    17.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Improved Numerical Methods for Solving Optimal Control Problems with Nonsmooth and Singular Solutions
解决具有非光滑和奇异解的最优控制问题的改进数值方法
  • 批准号:
    2031213
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Numerical Methods for Nonlinear Partial Differential Equations, with applications to Optimal Transportation, and Geometric Data Reduction
非线性偏微分方程的数值方法,及其在最优运输和几何数据简化中的应用
  • 批准号:
    RGPIN-2016-03922
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Numerical Methods for Nonlinear Partial Differential Equations, with applications to Optimal Transportation, and Geometric Data Reduction
非线性偏微分方程的数值方法,及其在最优运输和几何数据简化中的应用
  • 批准号:
    RGPIN-2016-03922
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Numerical Methods for Optimal Transport with Applications to Manifold Learning on Singular Spaces
最优传输的数值方法及其在奇异空间流形学习中的应用
  • 批准号:
    2000128
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Numerical Methods for Nonlinear Partial Differential Equations, with applications to Optimal Transportation, and Geometric Data Reduction
非线性偏微分方程的数值方法,及其在最优运输和几何数据简化中的应用
  • 批准号:
    RGPIN-2016-03922
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Research on mathematical expressions and numerical methods of optimal hedging strategies for stochastic volatility models
随机波动率模型最优对冲策略的数学表达式和数值方法研究
  • 批准号:
    18K03422
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Numerical Methods for Nonlinear Partial Differential Equations, with applications to Optimal Transportation, and Geometric Data Reduction
非线性偏微分方程的数值方法,及其在最优运输和几何数据简化中的应用
  • 批准号:
    RGPIN-2016-03922
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Optimal hedging strategies and its numerical methods under the incomplete markets
不完全市场下的最优对冲策略及其数值方法
  • 批准号:
    17K13764
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Numerical Methods for Nonlinear Partial Differential Equations, with applications to Optimal Transportation, and Geometric Data Reduction
非线性偏微分方程的数值方法,及其在最优运输和几何数据简化中的应用
  • 批准号:
    RGPIN-2016-03922
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Numerical Methods for Nonlinear Partial Differential Equations, with applications to Optimal Transportation, and Geometric Data Reduction
非线性偏微分方程的数值方法,及其在最优运输和几何数据简化中的应用
  • 批准号:
    RGPIN-2016-03922
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了