Dynamic Soaring in Uncertain Wind Conditions: Polynomial Chaos Expansion Approach
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216305%3A26230%2F24%3APU149411" target="_blank" >RIV/00216305:26230/24:PU149411 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="http://dx.doi.org/10.1007/978-3-031-53969-5_9" target="_blank" >http://dx.doi.org/10.1007/978-3-031-53969-5_9</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1007/978-3-031-53969-5_9" target="_blank" >10.1007/978-3-031-53969-5_9</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Dynamic Soaring in Uncertain Wind Conditions: Polynomial Chaos Expansion Approach
Popis výsledku v původním jazyce
Dynamic soaring refers to a flight technique used primarily by large seabirds to extract energy from the wind shear layers formed above ocean surface. A small Unmanned Aerial Vehicle (UAV) capable of efficient dynamic soaring maneuvers can enable long endurance missions in context of patrol or increased flight range. To realize autonomous energy-saving patterns by a UAV, a real-time trajectory generation for a dynamic soaring maneuver accounting for varying external conditions has to be performed. The design of the flight trajectory is formulated as an Optimal Control Problem (OCP) and solved within direct collocation based optimization. A surrogate model of the optimal traveling cycle capturing wind profile uncertainties is constructed using Polynomial Chaos Expansion (PCE). The unknown wind profile parameters are estimated from observed trajectory by means of a Genetic Algorithm (GA). The PCE surrogate model is subsequently utilized to update the optimal trajectory using the estimated wind profile parameters.
Název v anglickém jazyce
Dynamic Soaring in Uncertain Wind Conditions: Polynomial Chaos Expansion Approach
Popis výsledku anglicky
Dynamic soaring refers to a flight technique used primarily by large seabirds to extract energy from the wind shear layers formed above ocean surface. A small Unmanned Aerial Vehicle (UAV) capable of efficient dynamic soaring maneuvers can enable long endurance missions in context of patrol or increased flight range. To realize autonomous energy-saving patterns by a UAV, a real-time trajectory generation for a dynamic soaring maneuver accounting for varying external conditions has to be performed. The design of the flight trajectory is formulated as an Optimal Control Problem (OCP) and solved within direct collocation based optimization. A surrogate model of the optimal traveling cycle capturing wind profile uncertainties is constructed using Polynomial Chaos Expansion (PCE). The unknown wind profile parameters are estimated from observed trajectory by means of a Genetic Algorithm (GA). The PCE surrogate model is subsequently utilized to update the optimal trajectory using the estimated wind profile parameters.
Klasifikace
Druh
D - Stať ve sborníku
CEP obor
—
OECD FORD obor
10201 - Computer sciences, information science, bioinformathics (hardware development to be 2.2, social aspect to be 5.8)
Návaznosti výsledku
Projekt
—
Návaznosti
S - Specificky vyzkum na vysokych skolach
Ostatní
Rok uplatnění
2024
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název statě ve sborníku
Machine Learning, Optimization, and Data Science
ISBN
978-3-031-53968-8
ISSN
0302-9743
e-ISSN
—
Počet stran výsledku
11
Strana od-do
104-115
Název nakladatele
Springer Nature Switzerland AG
Místo vydání
Grasmere
Místo konání akce
Grasmere
Datum konání akce
22. 9. 2023
Typ akce podle státní příslušnosti
WRD - Celosvětová akce
Kód UT WoS článku
—