带有柔性系绳的空中风能系统的最优控制框架
最优化与控制
2024-07-22 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
在这项工作中，我们为带有柔性系绳的空中风能系统建立了一个最优控制框架。该空中风能系统配置由一个六自由度飞行器、一根柔性系绳和一个绞盘组成，被公式化为一个指标-1的微分代数方程组。我们通过采用最小坐标表示法（使用欧拉角来表征飞行器的姿态）并对系绳采用准静态方法来实现这一点。所提出的方法与近期其他使用指标-3微分代数方程方法的优化研究形成对比。通过这样做，我们的方法避免了相关的不相容条件问题。我们使用同伦策略来解决最优控制问题，最终生成带有柔性系绳的空中风能系统的最优轨迹。此外，我们通过研究产生的机械功率和系绳力，与刚性系绳模型进行了比较。仿真结果证明了所提方法的有效性，以及在解决最优控制问题时考虑系绳柔性的必要性。
引用
@article{arxiv.2407.14258,
title = {An Optimal Control Framework for Airborne Wind Energy Systems with a Flexible Tether},
author = {Omid Heydarnia and Jolan Wauters and Tom Lefebvre and Guillaume Crevecoeur},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.14258},
year = {2024}
}