总能量塑形方法中速度相关项的化简
系统与控制
2026-02-03 v1 系统与控制
摘要
通过互联和阻尼分配被动性控制(IDA-PBC)提供了一种强大且系统化的框架，用于稳定不完全受控的机械系统。尽管其理论吸引力巨大，但在总能量塑形中纳入执行器限制仍是一个 largely 开放问题，文献中仅报告了有限的结果。在实际应用中，能量塑形控制器的闭环行为严重受到动能塑形项的影响。本文采用SIDA-PBC(同步IDA-PBC)框架，通过利用广义力来系统性地削弱动能塑形项，而不改变匹配的偏微分方程(PDEs)。广义力的自由分量通过-范优化 formulation 解析推导。虽然动能塑形项的减少不一定保证整体控制功率的降低，但本文提出的方法有效抑制了动能塑形分量，并在此类减少在结构上可行时实现了降低的控制幅度。与基于陀螺项的现有方法不同，后者需要多个执行器，而本方法适用于单执行器机械系统。提供仿真和实验结果以验证所提出方法的有效性。
关键词
引用
@article{arxiv.2602.00908,
title = {Reduction of Velocity-Dependent Terms in Total Energy Shaping Approach},
author = {M. Reza J. Harandi and Mehrzad Namvar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.00908},
year = {2026}
}