基于鲁棒控制 Lyapunov 值函数的安全返回 FaSTrack

Zheng Gong; Boyang Li; Sylvia Herbert

基于鲁棒控制 Lyapunov 值函数的安全返回 FaSTrack

机器人学 2024-04-04 v1 系统与控制系统与控制

作者: Zheng Gong , Boyang Li , Sylvia Herbert

摘要

在先验未知的环境中实现实时导航仍然具有挑战性，尤其是在发生意外（未建模）扰动时。本文提出了框架 Safe Returning Fast and Safe Tracking (SR-F)，将1) 鲁棒控制 Lyapunov 值函数 (R-CLVF) 和2) Fast and Safe Tracking (FaSTrack) 框架的概念相结合。SR-F 在真实系统与简化规划模型之间离线计算 R-CLVF。在线情况下，使用规划算法在简化的规划空间中生成轨迹，并使用 R-CLVF 提供跟踪控制器，将其指数稳定到规划模型。当发生意外扰动时，所提出的 SR-F 算法提供了使真实系统恢复到规划模型的机制。我们利用这一机制，通过在开放环境中对规划模型进行“跳跃”，诱导人为扰动，从而实现更快的导航。因此，该算法既能抵抗意外的真实扰动，又能加快导航速度。我们使用 10 维四旋翼机系统进行验证，表明 SR-F 在保持安全性的同时，实证上比原始 FaSTrack 快约20%。

关键词

机器人学安全导航控制 Lyapunov 函数扰动抑制轨迹规划

引用

@article{arxiv.2404.02472,
  title  = {Safe Returning FaSTrack with Robust Control Lyapunov-Value Functions},
  author = {Zheng Gong and Boyang Li and Sylvia Herbert},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.02472},
  year   = {2024}
}

备注

6 pages, 4 figures, 1 table, 2 algorithms. Submitted to LCSS on 03/06

基于鲁棒控制 Lyapunov 值函数的安全返回 FaSTrack

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关键词

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备注

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