Robust Optimal Output-Tracking Control of Constrained Mechanical Systems With Application to Autonomous Rovers
Notice bibliographique
Résumé
This article presents a robust optimal output-tracking control strategy for underactuated mechanical systems whose motion is restricted by mixed holonomic and nonholonomic constraints. Autonomous rovers/cars and unmanned underwater/aerial vehicles are a few examples of such systems that must often operate in harsh environments and under uncertain conditions. We present a comprehensive control analysis of this large class of nonlinear systems, including the existing studies on local reachability and static state feedback linearization. We also propose a local observability analysis of the feedback transformed input–output linearized systems. Based on the input–output linearization of the holonomically restricted nominal system, we develop a sliding mode control strategy that is robust against the projected effects of uncertainties and disturbances on the system’s output. Asymptotic stability of the output toward a bounded desired trajectory is proven using Lyapunov’s direct method, while the system’s internal stability (in the sense of boundedness) is investigated based on the notion of tracking-error zero dynamics. Time-dependent bounded matched uncertainties in the inertia parameters and disturbance forces arising in the unrestricted system are considered in this study. We propose an optimal sliding manifold according to the finite-horizon linear-quadratic regulator design problem with split boundary value conditions. The developed control strategy is implemented on a six-wheel autonomous Lunar rover in a simulation environment and its performance is compared with that of an optimal proportional–integral–derivative feedback, feedforward controller. The optimal sliding mode controller shows superior performance in trajectory tracking with acceptable control actions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».