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基于同步动态优化的移动机器人最优速度规划
1
作者
樊志伟
贾凯
+3 位作者
张雷
邹风山
杜振军
刘明敏
《浙江大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1556-1564,共9页
针对移动机器人在实际运动中受到运动极限的制约及非完整约束的影响,导致难以兼顾运动效率与执行器跟踪性能的问题,提出基于同步动态优化的速度规划方法.建立基于最优控制的速度规划方案,综合考虑机器人的车轮物理约束及车体规则约束....
针对移动机器人在实际运动中受到运动极限的制约及非完整约束的影响,导致难以兼顾运动效率与执行器跟踪性能的问题,提出基于同步动态优化的速度规划方法.建立基于最优控制的速度规划方案,综合考虑机器人的车轮物理约束及车体规则约束.提取约束生成器中的1、2阶约束,根据可达性分析,通过线性规划过程,递推得到参考轨迹,为数值优化提供初始猜测.考虑约束生成器中的3阶约束,采用约束松弛方法,通过基于内点法的同步迭代优化,得到最优配速方案.通过数值及仿真实验验证了以上算法,实验结果表明,移动机器人在运动效率上可以达到车轮物理极限或车体规则极限,在执行器跟踪性能上可以将路径位置误差减小20%以上,保证了运动过程平稳光滑.
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关键词
移动机器人
速度
规划
加加速度约束
同步动态优化
可达性分析
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职称材料
计算机数控系统光滑时间最优轨迹规划
被引量：
12
2
作者
李树荣
张强
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第2期192-198,共7页
基于控制向量参数化(CVP)方法,研究了计算机数控(CNC)系统光滑时间最优轨迹规划方法.通过在规划问题中引入加加速度约束,实现轨迹的光滑给进.引入时间归一化因子,将加加速度约束的时间最优轨迹规划问题转化为固定时间的一般性最优控制问...
基于控制向量参数化(CVP)方法,研究了计算机数控(CNC)系统光滑时间最优轨迹规划方法.通过在规划问题中引入加加速度约束,实现轨迹的光滑给进.引入时间归一化因子,将加加速度约束的时间最优轨迹规划问题转化为固定时间的一般性最优控制问题.以路径参数对时间的三阶导数(伪加加速度)和终端时刻为优化变量,并采用分段常数近似伪加加速度,将最优控制问题转化为一般的非线性规划(NLP)问题进行求解.针对加加速度、加速度等过程不等式约束,引入约束凝聚函数,将过程约束转化为终端时刻约束,从而显著减少约束计算.构造目标和约束函数的Hamiltonian函数,利用伴随方法获得求解NLP问题所需的梯度.
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关键词
轨迹规划
时间最优
加加速度约束
:非线性规划
计算机数控
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职称材料
题名
基于同步动态优化的移动机器人最优速度规划
1
作者
樊志伟
贾凯
张雷
邹风山
杜振军
刘明敏
机构
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
中国科学院机器人与智能制造创新研究院
中国科学院大学
沈阳新松机器人自动化股份有限公司
出处
《浙江大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1556-1564,共9页
基金
国家自然科学基金-区域创新发展联合基金资助项目(U20A20197).
文摘
针对移动机器人在实际运动中受到运动极限的制约及非完整约束的影响,导致难以兼顾运动效率与执行器跟踪性能的问题,提出基于同步动态优化的速度规划方法.建立基于最优控制的速度规划方案,综合考虑机器人的车轮物理约束及车体规则约束.提取约束生成器中的1、2阶约束,根据可达性分析,通过线性规划过程,递推得到参考轨迹,为数值优化提供初始猜测.考虑约束生成器中的3阶约束,采用约束松弛方法,通过基于内点法的同步迭代优化,得到最优配速方案.通过数值及仿真实验验证了以上算法,实验结果表明,移动机器人在运动效率上可以达到车轮物理极限或车体规则极限,在执行器跟踪性能上可以将路径位置误差减小20%以上,保证了运动过程平稳光滑.
关键词
移动机器人
速度
规划
加加速度约束
同步动态优化
可达性分析
Keywords
mobile robot
velocity planning
jerk constraint
simultaneous dynamic optimization
reachability analysis
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
计算机数控系统光滑时间最优轨迹规划
被引量：
12
2
作者
李树荣
张强
机构
中国石油大学(华东)信息与控制工程学院
出处
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第2期192-198,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(60974039)
文摘
基于控制向量参数化(CVP)方法,研究了计算机数控(CNC)系统光滑时间最优轨迹规划方法.通过在规划问题中引入加加速度约束,实现轨迹的光滑给进.引入时间归一化因子,将加加速度约束的时间最优轨迹规划问题转化为固定时间的一般性最优控制问题.以路径参数对时间的三阶导数(伪加加速度)和终端时刻为优化变量,并采用分段常数近似伪加加速度,将最优控制问题转化为一般的非线性规划(NLP)问题进行求解.针对加加速度、加速度等过程不等式约束,引入约束凝聚函数,将过程约束转化为终端时刻约束,从而显著减少约束计算.构造目标和约束函数的Hamiltonian函数,利用伴随方法获得求解NLP问题所需的梯度.
关键词
轨迹规划
时间最优
加加速度约束
:非线性规划
计算机数控
Keywords
trajectory planning
time-optimal
jerk constraints
nonlinear programming
CNC
分类号
TG659 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于同步动态优化的移动机器人最优速度规划
樊志伟
贾凯
张雷
邹风山
杜振军
刘明敏
《浙江大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
计算机数控系统光滑时间最优轨迹规划
李树荣
张强
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
12
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职称材料
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