分段状态约束非线性预测控制数值算法研究

针对含分段状态约束的非线性预测控制问题,在状态约束隐式法基础上提出了一种改进的快速数值算法。通过平滑处理将分段状态约束转化为与目标函数相同的正则形式,转化后的状态约束连续可微,从而可以由相同Hamiltonian方法计算目标函数和状态约束函数对控制参数的一阶导数。仿真结果表明,状态转换法能够求解双足机器人非线性预测控制问题。与惩罚函数法相比,状态转换法寻优时间短,数值最优解是所有约束范围的内点,从而证明了该方法的有效性。