使用路径可行性统治者集成规划与预测控制
系统与控制
2025-07-15 v1 系统与控制
摘要
生成非凸环境中动态可行、无碰撞轨迹的运动规划问题是自动化系统的基本挑战。将问题分解为路径规划和路径跟踪可以提高可行性，但以理论上严谨且计算上高效的方式将这些组件集成在一起具有挑战性。我们提出了路径可行性统治者（PathFG），一种用于将路径规划器与非线性模型预测控制（MPC）集成的框架。PathFG操作操纵传递给MPC控制器的参考信号，沿着路径引导其运行，同时确保约束满足、稳定性和递归可行性。PathFG是模块化的，与重规划兼容，通过减少对长期预测预 Horizon 的需求，提高了计算效率和可靠性。我们证明了其安全性和渐近稳定性，并获得了显著扩大的吸引域。我们通过对在杂乱环境中四旋翼机导航的仿真案例研究来验证其实时性能。
引用
@article{arxiv.2507.09134,
title = {Integrating Planning and Predictive Control Using the Path Feasibility Governor},
author = {Shu Zhang and James Y. Z. Liu and Dominic Liao-McPherson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.09134},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 7 figures, submitted to IEEE Transactions on Automatic Control