基于信号时序逻辑的轮式移动机器人路径规划和漏斗控制设计

作     者：田畅 朱化杰 杨妍 石忠佼 刘志杰 TIAN Chang;ZHU Huajie;YANG Yan;SHI Zhongjiao;LIU Zhijie

作者机构：北京科技大学顺德研究生院广东佛山528399 北京理工大学宇航学院北京100081 北京科技大学智能与科学技术学院北京100083 

基　　金：国家自然科学基金(62103039,62073030) 中央高校基本科研业务费(FRF-TP-20-107A1) 

出 版 物：《控制与信息技术》 (CONTROL AND INFORMATION TECHNOLOGY)

年 卷 期：2022年第6期

页      码：50-55页

摘      要：时序逻辑可通过提供丰富的规范语言来确保系统对任务规范的准确描述和执行。文章使用相关的鲁棒语义来分析信号时序逻辑规范片段下的连续时间系统,并使用基于漏斗的反馈控制律来实现对轮式移动机器人路径规划和控制的协同设计,在引入更加严格有效的形式化验证方法的同时还有效降低了运算量,其首先利用信号时序逻辑对任务进行相应的描述,再将此描述转换为对应的鲁棒公式,最后基于漏斗反馈控制策略的瞬态特性来最大化鲁棒公式的鲁棒语义,从而达到规划和控制协同进行的目的。在轮式移动机器人运动学模型上的仿真结果表明,采用文中所提出的协同设计方法,当满足任务约束时,系统能够完成信号时序逻辑所指定的目标,并具有用户定义的鲁棒性;当不能满足任务约束时,仍可找到最小违背解。文中所提出的路径规划和漏斗控制算法解决了移动机器人规划和控制的协同设计问题,可有效提升运算效率,简化计算复杂度,扩大了信号时序逻辑在移动机器人路径规划中的应用范围,同时增加了系统的鲁棒性。

主 题 词：信号时序逻辑 漏斗控制 轮式移动机器人 路径规划 协同设计 

学科分类：081104[081104] 08[工学] 0811[工学-水利类] 

D　O　I：10.13889/j.issn.2096−5427.2022.06.400

馆 藏 号：203116672...