用于含接触刚体系统高效最优控制的提升接触动力学

我们提出一种新颖且高效的提升方法，用于含接触刚体系统的最优控制，以改善牛顿型方法的收敛性质。为缓解强非线性，我们将状态、加速度、接触力以及控制输入力矩作为优化变量，并将逆动力学与接触坐标系上的加速度约束作为等式约束。我们以高效的方式从每次牛顿型迭代需求解的线性方程中消去加速度、接触力及其对偶变量的更新。因此，每次牛顿型迭代的计算代价几乎与将接触动力学嵌入状态方程的常规非提升牛顿型迭代相同。我们在内点法中考虑的摩擦锥约束下，对各种四足步态的全身最优控制进行了数值实验，结果表明所提方法可将收敛速度显著提升至常规非提升方法的两倍以上。