A control allocation sterategy based on multi-parametric quadratic programming algorithm
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초록
제어력분배는 다수의 액추에이터를 갖는 제어대상의 제어문제에 있어서 가장 중요한 문제 중의 하나이다. 이를 해결하기 위한 다수의 연구결과가 보고되어 있으며, 저자도 이와 관련한 문제를 다루고 새로운 결과를 도출한 바 있다. 다수의 제약조건이 주어질 경우에는 제어력분배문제를 위한 최적해를 구하는 것이 용이하진 않다. 그래서 본 논문에서는 다수의 제약조건이 주어지는 경우를 고려하여 multi-parametric quadratic programming (mp-QP) algorithm을 이용하여 최적해를 구하는 방법에 대해 고찰한다. 이것은 주어진 목적함수를 최소화하는 해를 해석적으로 구하는 방법으로 바지선을 제어대항으로 하고 시뮬레이션을 통해 도입된 방법의 유효성을 검증한다.
Abstract
Control allocation is an important part of a system. It implements the function that map the desired command forces from the controller into the commands of the different actuators. In this paper, the authors present an approach for solving constrained control allocation problem in vessel system by using multi-parametric quadratic programming (mp-QP) algorithm. The goal of mp-QP algorithm applied in this study is to compute a solution to minimize a quadratic performance index subject to linear equality and inequality constraints. The solution can be pre-computed off-line in the explicit form of a piecewise linear (PWL) function of the generalized forces and constrains. The efficiency of mp-QP approach is evaluated through a dynamic positioning simulation for a vessel by using four tugboats with constraints about limited pushing forces and found to work well.
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