受摩擦锥约束的腿式机器人最优控制
系统与控制
2022-08-05 v1 系统与控制
摘要
提出了一种分层控制架构，用于对腿式机器人进行节能控制，该机器人受库仑摩擦锥、切换单边接触、执行器饱和极限等多种线性/非线性不等式约束，同时最小化关节执行器中的功率损耗。该控制公式可将非线性摩擦锥约束纳入控制中，而无需借助常见的约束线性近似或引入松弛变量。引入了一种性能指标，当否则无法求得最优解时，允许在各多重约束间进行权衡。此外，基于投影的控制器不需要最小阶动力学模型，因此允许切换接触，这对腿式机器人尤其具有吸引力。所推导的约束惯性矩阵基本性质与系统的一般惯性矩阵相似，这些性质随后被极大用于控制器设计。受所有物理约束、具有最小（逐点）功率耗散的任务空间控制问题被转化为二次约束二次规划（QCQP），可通过障碍法求解。
引用
@article{arxiv.2208.02393,
title = {Optimal Control of Legged-Robots Subject to Friction Cone Constraints},
author = {Farhad Aghili},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.02393},
year = {2022}
}