一种可行序列线性规划算法及其在时间最优路径规划问题中的应用
最优化与控制
2024-03-15 v3
摘要
本文提出一种可行序列线性规划（FSLP）算法，应用于通过直接多 shooting 离散化得到的时间最优控制问题（TOCP）。该方法的动机源于机电系统运动规划中出现的带非线性约束的 TOCP。算法采用信赖域全局化策略以保证全局收敛。对于完全确定的问题，我们的算法提供局部二次收敛。此外，算法保持所有迭代点可行，从而能在次优可行解处提前终止。这一额外的可行性通过一种高效的迭代策略实现，该策略利用约束评估（即零阶信息）。可行性迭代的收敛可通过缩减信赖域半径来保证。这些可行性迭代对一般非线性规划（NLP）保持可行性，因此该算法适用于一般 NLP。我们在一个桥式起重机运动规划仿真实例的 TOCP 上展示了算法的效率与可行性更新策略。
引用
@article{arxiv.2205.00754,
title = {A Feasible Sequential Linear Programming Algorithm with Application to Time-Optimal Path Planning Problems},
author = {David Kiessling and Andrea Zanelli and Armin Nurkanović and Joris Gillis and Moritz Diehl and Melanie Zeilinger and Goele Pipeleers and Jan Swevers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.00754},
year = {2024}
}
备注
Accepted for publication at the IEEE Conference on Decision and Control 2022 (CDC 22)