面向增强可证明稳定性的典型欠驱动系统鲁棒协同设计
摘要
通过利用轨迹优化、稳定化与设计优化之间的耦合，可以实现系统执行特定任务的最优行为。这种方法对于欠驱动系统尤为有利，此类系统的执行器数量少于自由度，因此需要更复杂的控制系统。本文提出了一种新颖的协同设计算法，即带设计优化的鲁棒轨迹控制（RTC-D）。内层优化（RTC）同时执行直接转录（DIRTRAN）以寻找标称轨迹，并计算用于稳定化时变线性二次调节器（TVLQR）的最优超参数。RTC-D 通过设计优化层增强了 RTC，通过基于时变 Lyapunov 的吸引区（ROA）分析最大化系统的鲁棒性。该分析为一组非标称状态提供了形式化的稳定性保证。所提算法已在两个不同的欠驱动系统上进行了测试：扭矩受限的单摆和 cart-pole。对非标称初始条件的广泛仿真证明了鲁棒性的提升，而实际系统实验表明对扭矩扰动的敏感性降低。
引用
@article{arxiv.2403.10966,
title = {Robust Co-Design of Canonical Underactuated Systems for Increased Certifiable Stability},
author = {Federico Girlanda and Lasse Shala and Shivesh Kumar and Frank Kirchner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.10966},
year = {2024}
}
备注
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