针对拥有灵巧与节能模式的非线性系统的统一反馈线性化
机器人学
2025-03-14 v2 最优化与控制
摘要
拥有输入数量远大于自由度的系统（例如配备 Mecanum 轮子的移动机器人）常具备一组最少能耗的输入以实现主要任务（例如位置跟踪），以及一组能耗较大的输入以实现附加任务（例如姿态跟踪）。本文提出了一种通过反馈线性化导出的统一控制方案，可在两种模式之间切换：一种是节能模式，该模式仅使用能耗较小的输入来跟踪主要任务，同时将能耗较大的输入强制为零；另一种是灵巧模式，该模式在需要时也使用能耗较大的输入来跟踪附加任务。该控制方案保证了主要任务的指数级跟踪，并确保主要任务的动力学独立于先验未知的切换信号而演化。当控制处于灵巧模式时，还保证了附加任务的指数级跟踪。对全向 Mecanum 轮机器人进行数值仿真，验证了所提出方法的有效性，并展示了切换信号对主要和附加任务指数跟踪行为的影响。
引用
@article{arxiv.2502.20524,
title = {Unified Feedback Linearization for Nonlinear Systems with Dexterous and Energy-Saving Modes},
author = {Mirko Mizzoni and Pieter van Goor and Antonio Franchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.20524},
year = {2025}
}