Hybrides Feedback für affine nichtlineare Systeme mit Anwendung auf globale Hindernisvermeidung

Keskeiset käsitteet

Entwicklung eines hybriden Feedbacks für affine nichtlineare Systeme zur globalen Hindernisvermeidung.

Tiivistelmä

Das Papier untersucht die Gestaltung eines hybriden Feedbacks für affine nichtlineare Systeme mit topologischen Einschränkungen, um globale asymptotische Stabilität zu erreichen. Es präsentiert eine neue hybride Steuerungsstrategie, die sich von herkömmlichen hybriden Ansätzen unterscheidet. Durch die Konstruktion einer generalisierten synergistischen Lyapunov-Funktion wird ein hybrides Feedbackschema vorgeschlagen, das mit globaler asymptotischer Stabilität ausgestattet ist. Dieses Schema wird durch einen Glättungsmechanismus verbessert, der Diskontinuitäten im Rückkopplungsterm beseitigt. Darüber hinaus wird das glatte hybride Feedback auf eine größere Klasse von Systemen erweitert. Numerische Simulationsergebnisse werden präsentiert, um die Leistung der vorgeschlagenen hybriden Regler zu veranschaulichen.

Inhaltsverzeichnis

• Zusammenfassung
• Einführung
• Vorarbeiten und Definitionen
• Hybride Systeme
• Problemstellung und Motivation
• Synergistisches hybrides Feedback
• Hybrides Feedback mit glatter Steuereingabe
• Integrator Backstepping
• Erweiterung auf sichere Navigation mit globaler Hindernisvermeidung

Tilastot

Es werden keine Schlüsselsätze mit Metriken oder wichtigen Zahlen verwendet.

Lainaukset

"Das Papier untersucht die Gestaltung eines hybriden Feedbacks für affine nichtlineare Systeme mit topologischen Einschränkungen."
"Eine neue hybride Steuerungsstrategie wird vorgeschlagen, die sich von herkömmlichen hybriden Ansätzen unterscheidet."

Tärkeimmät oivallukset

Hybrid Feedback for Affine Nonlinear Systems with Application to Global Obstacle Avoidance

by Miaomiao Wan... klo arxiv.org 03-05-2024

https://arxiv.org/pdf/2305.04104.pdf

Syvällisempiä Kysymyksiä

Wie könnte das vorgeschlagene hybride Feedback in anderen Anwendungen außerhalb der Hindernisvermeidung eingesetzt werden?

Das vorgeschlagene hybride Feedback, das auf einem neuen Ansatz basiert, der eine Kombination aus kontinuierlichen und diskreten Steuerungsmechanismen verwendet, könnte in verschiedenen Anwendungen außerhalb der Hindernisvermeidung eingesetzt werden. Zum Beispiel könnte es in der Regelung von autonomen Fahrzeugen, Flugzeugen oder Schiffen verwendet werden, um robuste Stabilitätsgarantien zu gewährleisten. Darüber hinaus könnte es in der Robotik für die präzise Steuerung von Manipulatoren oder autonomen Robotern eingesetzt werden. Auch in der Prozessautomatisierung oder der Regelung von Industrieanlagen könnte das hybride Feedback zur Verbesserung der Regelungsleistung eingesetzt werden.

Welche potenziellen Herausforderungen könnten bei der Implementierung des vorgeschlagenen hybriden Feedbacks auftreten?

Bei der Implementierung des vorgeschlagenen hybriden Feedbacks könnten verschiedene Herausforderungen auftreten. Eine Herausforderung könnte die Auswahl geeigneter Parameter und Funktionen für das Feedback sein, um die gewünschten Stabilitätseigenschaften zu erreichen. Darüber hinaus könnte die Integration des hybriden Feedbacks in komplexe Regelungssysteme oder in Echtzeitanwendungen technische Herausforderungen mit sich bringen. Die Validierung und Testung des hybriden Feedbacks in verschiedenen Szenarien und Umgebungen könnte ebenfalls eine Herausforderung darstellen.

Inwiefern könnte die Verwendung von glatten Steuereingaben die Leistung des hybriden Feedbacks verbessern?

Die Verwendung von glatten Steuereingaben könnte die Leistung des hybriden Feedbacks auf verschiedene Weisen verbessern. Durch die Verwendung von glatten Steuereingaben können potenzielle Probleme mit Diskontinuitäten oder Sprüngen in der Steuerung vermieden werden, was zu einer stabileren und präziseren Regelung führen kann. Darüber hinaus ermöglichen glatte Steuereingaben eine kontinuierliche Anpassung der Steuerung, was die Reaktionsfähigkeit des Systems verbessern kann. Die Verwendung von glatten Steuereingaben kann auch dazu beitragen, die Implementierung und Integration des hybriden Feedbacks in bestehende Regelungssysteme zu erleichtern.