基于Koopman算子的差速驱动AGV数据驱动控制

作     者：丁承君 吴礼荣 朱雪宏 任超 张统 DING Cheng-jun;WU Li-rong;ZHU Xue-hong;REN Chao;ZHANG Tong

作者机构：河北工业大学机械工程学院天津300401 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 

出 版 物：《组合机床与自动化加工技术》 (Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique)

年 卷 期：2023年第3期

页      面：109-112,117页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U1913211) 

主　　题：差速驱动AGV 数据驱动 Koopman算子 模型预测控制 轨迹跟踪 

摘      要：针对差速驱动AGV(automated guided vehicle)动力学的非线性、强耦合性、以及未建模问题导致无法建立精确模型进行轨迹跟踪控制任务,为此提出一种基于Koopman算子的数据驱动控制策略(koopman data-driven control,KDC)。首先,基于Koopman算子理论,利用扩展动态模态分解(EDMD)方法,得到了该AGV系统的近似高维线性动态显式表达式,即Koopman算子的近似表达。然后,基于导出的该高维线性Koopman动态表达式,设计线性模型预测控制器(MPC)实现AGV轨迹跟踪控制。最后,通过仿真测试对Koopman模型进行了对比验证,同时仿真实验验证轨迹跟踪效果,结果表明从数据中获取的模型信息精确,能高度拟合AGV的动力学模型,所设计的控制策略计算耗时少,在轨迹跟踪控制的精度和稳定性方面具有一定的有效性和先进性。