就绪屏障函数：过驱动多旋翼分配的向前不变控制权限
该论文针对过驱动多旋翼的力矩分配问题，提出以控制屏障函数将执行器权限作为向前不变量，在分配零空间中用二次规划在力矩层强制执行。对称设计下旋翼停用的就绪度代价以闭式 ln(n/(n−m)) 给出，跟踪误差在无法精确时被界定为 O(ρ^{-1/2})，鲁棒变体以与机架矩阵无关的闭式下限偏移处理电机参数不确定性。六旋翼与全驱动八旋翼上闭式间隙与仿真吻合至机器精度；300 次随机任务中贪心最大化在最多 51% 的权限稀缺任务中违反认证下限，所提滤波器从未越界，最困难力矩反向下力旋量误差小 79 倍，鲁棒变体在 150 个受扰动对象上均保持下限。
发布于 10-22 10:57来源：arXiv cs.RO
转载 · 官方发布原文：arXiv cs.RO ·《Readiness Barrier Functions: Forward-Invariant Control Authority for Overactuated Multirotor Allocation》查看原链
过驱动多旋翼执行器纤维丛上的分配方案若贪心地最大化就绪度指标，会产生在不相连的最优层之间跳变的指令，要求任何电机都无法提供的执行器速率；以最小化能耗为目标的方案虽然连续，却无法保证力旋量速率权限保持在任何经认证的水平之上。 我们通过将权限视为向前不变量来调和二者：在考虑阻力的执行器权限余度量的对数行列式上构造控制屏障函数，并在分配零空间中通过二次规划在力矩层强制执行。
单一设计不等式使认证集成为紧集且严格位于执行器盒内部，对称设计下任意旋翼停用的就绪度代价以闭式给出为 ln(n/(n−m))。 一个显式对齐比给出了跟踪可保持精确的条件，否则力旋量误差被界定为 O(ρ^{-1/2})，鲁棒变体以与机架矩阵无关的闭式下限偏移处理电机参数不确定性。
在六旋翼和全驱动八旋翼上，闭式间隙与仿真吻合至机器精度。 在 300 次随机任务中，贪心最大化在多达 51% 的权限稀缺任务中违反认证下限，而所提出的滤波器从未离开认证集，并在最困难的力矩反向情形下产生的力旋量误差小 79 倍。 鲁棒变体在全部 150 个受扰动对象上保持了下限。
使用实测螺旋桨与电机数据的高保真仿真表明，该下限在未建模气动、电气限制和延迟下仍然成立，并给出了其失效边界。