具有大不确定性的自主地面车辆分层控制器的设计与实验评估
机器人学
2021-08-24 v1
摘要
自主地面车辆（AGVs）正受到越来越多的关注，这类车辆的运动规划与控制问题已成为研究热点。在物料搬运等实际应用中，AGV 面临大不确定性，其运动规划与控制颇具挑战。本文提出一种分层控制方案研究该问题，其高层由基于模型预测控制（MPC）的路径规划与轨迹跟踪控制组成，低层由基于降阶扩张状态观测器（RESO）的动态控制组成。高层控制包含基于 MPC 的改进路径规划器、速度规划器以及基于 MPC 的跟踪控制器。路径规划与轨迹跟踪控制问题均在 MPC 框架下建模。低层控制采用自抗扰控制（ADRC）思想。不确定性通过 RESO 估计并实时于控制中补偿。我们证明，对于一阶不确定 AGV 动力学模型，基于 RESO 的控制仅需已知控制方向。最后，在不同载荷的 AGV 上进行了仿真与实验。结果表明，所提分层控制方案在大不确定性下实现了满意的运动规划与控制性能。
引用
@article{arxiv.2108.03794,
title = {Design and Experimental Evaluation of a Hierarchical Controller for an Autonomous Ground Vehicle with Large Uncertainties},
author = {Juncheng Li and Maopeng Ran and Lihua Xie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.03794},
year = {2021}
}
备注
Accepted for publication in IEEE Transactions on Control Systems Technology