Рассматривается трехмерное множество достижимости "в момент" для управляемого объекта "машина Дубинса" (другое название - unicycle). Изучается случай, когда повороты возможны в обе стороны. Для такого случая в~предыдущих статьях авторов на основе принципа максимума Понтрягина выделены шесть типов кусочно-постоянных программных управлений, которыми можно ограничиться при изучении границы множества достижимости G(tf) в заданный момент времени tf. Такие управления были использованы для численного построения множества достижимости и его визуализации. Однако аналитического описания границы множества G(tf) не было получено. Данная работа посвящена выводу формул для двумерных сечений множества G(tf) по угловой координате, которые, вообще говоря, не являются выпуклыми. Проанализирована структура указанных сечений. При записи динамики в нормированных координатах аналитическое описание получено в предположении tf≤2π. Для этого случая сформулирована теорема о необходимых и достаточных условиях перевода движения на границу множества G(tf). Случай tf>2π пока не охвачен аналитическим описанием из-за усложнения структуры сечений, в частности за счет потери односвязности множества G(tf) для некоторых значений tf.
Translated title of the contributionAnalytic description of a reachable set for the Dubins car
Original languageRussian
Pages (from-to)182-197
Number of pages16
JournalТруды института математики и механики УрО РАН
Volume26
Issue number1
DOIs
Publication statusPublished - 2020

    ASJC Scopus subject areas

  • Applied Mathematics
  • Mathematics(all)
  • Computer Science Applications
  • Computational Mechanics

    WoS ResearchAreas Categories

  • Mathematics, Applied

    Level of Research Output

  • VAK List

    GRNTI

  • 27.00.00 MATHEMATICS

    Research areas

  • Dubins car, two-sided turns, three-dimensional reachable set, Pontryagin maximum principle, extremal piecewise constant control, sections of the reachable set along the angle coordinate, analytic description of the sections, Extremal piecewise constant control, Two-sided turns, Three-dimensional reachable set, Sections of the reachable set along the angle coordinate, Analytic description of the sections

ID: 12459194