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非holonomic机器人停车控制:反馈设计——第二部分:非模块化、逆最优、自适应、规定/固定时间和安全设计

系统与控制 2025-12-25 v2 系统与控制 最优化与控制

摘要

对于单轮系统,我们提供单措施的方法,用于设计具有以下一种或多种性质的反馈律:非模块化、全局指数稳定、逆最优、对输入系数的任意增减具有鲁棒性、自适应、规定/固定时间稳定、以及安全(确保满足状态约束)。我们的非模块化反馈可采用单向或双向速度执行。通过构造单轮的严格CLF族,我们引入一般设计框架和反馈律族,这些反馈律对于有意义的成本是逆最优的。这些逆最优反馈具有对执行器不确定性和输入饱和的鲁棒性,归因于单轮的漂移性。除了确保对未知输入系数的鲁棒性外,我们还开发了用于这些未知系数的自适应律,实现以较低初始控制 effort的良好暂态性能。此外,我们开发了实现用户指定时间范围内稳定的控制器,采用两种系统方法:时间膨胀规定时间设计,确保状态和输入平滑收敛于零;基于齐次性的固定时间控制,提供明确的 settling time界限。最后,通过非超调设计,我们保证严格的前向运动且不违反 curb。本文及其第一部分为单轮的稳定提供了广泛的构造性设计基础。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.15219,
  title  = {Nonholonomic Robot Parking by Feedback -- Part II: Nonmodular, Inverse Optimal, Adaptive, Prescribed/Fixed-Time and Safe Designs},
  author = {Kwang Hak Kim and Velimir Todorovski and Miroslav Krstić},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.15219},
  year   = {2025}
}

备注

16 pages. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2509.25563