自由下落猫的非完整运动规划最优控制研究

摘要

研究猫在自由下落时姿态运动规划问题.自由落体的猫在空中转体运动由于角速度不可积,姿态运动方程呈现为非完整形式.当系统角动量为0时,导出由两个对称刚体组成的自由下落猫的非完整姿态运动方程.利用该非完整方程系统的控制问题可转化为无漂移系统的非完整运动规划问题.基于Ritz近似理论,给出自由落体猫姿态运动规划的Gauss-Newton算法.最后对自由落体猫作了数值仿真实验,仿真结果验证了该算法的有效性.