基于管道的MPC用于时限约束机器人规划的设计与实验验证
系统与控制
2019-09-04 v2
摘要
本文涉及用于实现时限约束任务的最先进基于管道（tube-based）模型预测控制（MPC）的设计与实验验证。给定机器人的不确定非线性动力学以及用度量区间时序逻辑（MITL）书写的高层任务，目标是设计一种反馈控制律以保证任务的满足。工作空间被划分为感兴趣区域（RoI），并包含机器人不应进入的不安全区域（障碍物）。反馈控制律由两项组成：一项控制输入，为有限时域最优控制（FHOCP）的结果；以及一项状态反馈律，保证标称轨迹被限制在沿标称轨迹为中心的管道内。上述控制律保证机器人在特定时间界内被安全导航通过RoI。所提框架可处理MITL的丰富表达力，并在我们实验室设施中用Nexus移动机器人进行了实验测试。实验结果表明，所提框架在解决现实机器人和工业问题方面具有前景。
引用
@article{arxiv.1905.06843,
title = {Design and Experimental Validation of Tube-based MPC for Timed-constrained Robot Planning},
author = {Alexandros Nikou and Shahab Heshmati-alamdari and Dimos V. Dimarogonas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.06843},
year = {2019}
}
备注
CASE 2019, 7 pages, accepted paper