会议专题

高效计算时间最优轨迹的牛顿-共轭梯度增广拉格朗日方法

  针对计算机数控(CNC)系统给定参数化路径, 提出了一种高效求解其时间最优轨迹规划问题的牛顿-共轭梯度(Newton-CG)增广拉格朗日方法。 通过非线性变量代换, 时间最优轨迹规划问题被表述为一个固定时间域的凸最优控制问题。 基于扩展极大值原理, 证明了弦误差与分轴加速度约束的时间最优轨迹具有“bang-bang”的约束结构。 基于控制向量参数化方法, 问题被转化为具有无穷维约束的半无穷规划问题。 通过构造拉格朗日函数, 约束优化问题转化为一系列无约束问题。 由于问题凸性, 迭代求解采用高效的线搜索Newton-CG方法。 文末通过求解给定测试路径的时间最优轨迹规划问题, 验证方法的有效性。

计算机数控系统 最优轨迹 牛顿-共轭梯度法 拉格朗日函数

李树荣 张强 张晓东 雷阳

中国石油大学(华东)信息与控制工程学院, 山东青岛 266555

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2012-08-01(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)