基于 Koopman 算子的模型控制
机器人学
2017-09-07 v1 最优化与控制
摘要
本文探讨了 Koopman 算子理论在机器人系统控制中的应用。该算子被引入作为一种生成数据驱动模型的方法，这些模型可用于基于模型的控制方法。随后，我们论证了使用 Koopman 算子增强基于模型控制的合理性。具体而言，我们阐述了如何利用该算子为未知的动力学过程获取可线性化的数据驱动模型，以用于基于模型的控制综合。仿真结果表明，随着基函数选择复杂度的增加，闭环控制器能够反转并稳定小车及垂直起降（VTOL）倒立摆系统。此外，研究还表明在为特定机器人系统生成 Koopman 算子时，基函数的设定至关重要。利用 Sphero SPRK 机器人进行的实验结果，探讨了 Koopman 算子在降维状态表示设置中的效用，其中基函数复杂度的提高改善了在各种地形（包括沙地）上的开环和闭环控制器性能。
引用
@article{arxiv.1709.01568,
title = {Model-Based Control Using Koopman Operators},
author = {Ian Abraham and Gerardo De La Torre and Todd D. Murphey},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.01568},
year = {2017}
}
备注
8 pages