As robotic systems increase in autonomy, there is a strong need to plan efficient trajectories in real-time. In this paper, we propose an approach to significantly reduce the complexity of solving optimal control problems both numerically and analytically. We exploit the property of differential flatness to show that it is always possible to decouple the forward dynamics of the system's state from the backward dynamics that emerge from the Euler-Lagrange equations. This coupling generally leads to instabilities in numerical approaches; thus, we expect our method to make traditional "shooting" methods a viable choice for optimal trajectory planning in differentially flat systems. To provide intuition for our approach, we also present an illustrative example of generating minimum-thrust trajectories for a quadrotor. Furthermore, we employ quaternions to track the quadrotor's orientation, which, unlike the Euler-angle representation, do not introduce additional singularities into the model.


翻译:随着机器人系统的自主性增加,非常需要实时规划高效的轨迹。 在本文中, 我们提出一个方法, 大幅降低解决最佳控制问题的复杂性。 我们利用差异平坦的属性来显示系统状态的远方动态总是能够脱离由尤勒- 拉格朗等式产生的后向动态。 这种组合通常会导致数字方法的不稳定性; 因此, 我们期望我们的方法能够将传统的“ 射击” 方法作为在差异平坦系统中最佳轨迹规划的可行选择。 为了提供我们方法的直观性, 我们还举了一个示例, 说明如何为四甲状腺生成最小的断裂轨迹。 此外, 我们使用四面图来跟踪四面图的方向, 与欧勒- 角代表法不同, 并不在模型中引入其他的奇点 。

0
下载
关闭预览

相关内容

因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
275+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
7+阅读 · 2020年6月29日
Learning to Importance Sample in Primary Sample Space
Arxiv
6+阅读 · 2018年3月28日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员