铰接式无人地面车辆上线性与非线性 MPC 的实验验证
系统与控制
2021-03-26 v1 机器人学
系统与控制
摘要
本文关注铰接式无人地面车辆的轨迹跟踪控制问题。我们从性能与计算复杂度两方面提出并比较两种方法。第一种使用从第一性原理推导的非线性数学模型，并结合非线性模型预测控制器（NMPC）与非线性移动时域估计器（NMHE）以产生控制策略。第二种基于原模型的输入-状态线性化（ISL），随后采用线性模型预测控制（LMPC）。提出了一种快速实时迭代方案，为 NMHE-NMPC 框架实现，并以传统且廉价的 ISL-LMPC 框架为基准进行测试。基于时间轨迹的实验结果表明，采用所提实时迭代方案的 NMHE-NMPC 框架比 ISL-LMPC 框架具有更好的轨迹跟踪性能，且所需计算时间可满足实时应用。此外，ISL-LMPC 以显著降低的计算成本产生了与 NMHE-NMPC 框架质量相当的结果。
引用
@article{arxiv.2103.13800,
title = {Experimental Validation of Linear and Nonlinear MPC on an Articulated Unmanned Ground Vehicle},
author = {Erkan Kayacan and Wouter Saeys and Herman Ramon and Calin Belta and Joshua M. Peschel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.13800},
year = {2021}
}