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具有集合排除约束的非线性规划的一种惩罚方法。 (英文) Zbl 1461.49016号

摘要:在自主导航中出现的最优控制问题中,一个常见的要求是决策变量被约束在特定集合之外。此类集合排除约束表示运动系统必须避免的障碍。本文提出了一种简单有效的方法来解决具有一般集合排除和隐式约束的优化问题。该方法将集合排除约束嵌入到二次惩罚框架中,并使用直接处理隐式约束的近似算法解决内部优化问题。我们通过将生成的迭代转化为具有互补约束的重新表述问题的点,得出了该方法的收敛结果。此外,在移动机器人路径规划的模型预测控制方法的数值仿真中,验证了该求解方法的实际应用。最后,与应用于互补约束问题的最新求解器的运行时比较表明了该方法的有效性。

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49J45型 涉及半连续性和收敛性的方法;放松
90立方 非线性规划
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参考文献:

[1] Andersson,Joel A.E。;乔里斯·吉利斯(Joris Gillis);格雷格·霍恩(Greg Horn);詹姆斯·罗林斯(James B.Rawlings)。;Diehl,Moritz,CasADi-非线性优化和最优控制的软件框架,《数学规划计算》,11,1,1-36(2019)·兹比尔1411.90004
[2] Anitescu,Mihai,一类具有互补约束的数学程序的弹性模式方法的全局收敛性,SIAM优化杂志,16,1,120-145(2005)·Zbl 1099.6500号
[3] Bertsekas,Dimitri P.,约束优化和拉格朗日乘子法(1982),学术出版社·Zbl 0572.90067号
[4] Ernesto G.Birgin。;Martñnez,JosáMario,约束优化的实用增广拉格朗日方法(第10卷)(2014),SIAM·兹比尔1339.90312
[5] Clarke,Frank H.,《拉格朗日乘数的新方法》,运筹学数学,1,2165-174(1976)·Zbl 0404.90100号
[6] 理查德·科特尔(Richard W.Cottle)。;George B.Dantzig,线性互补问题的推广,组合理论杂志,279-90(1970)·Zbl 0186.23806号
[7] Flegel,Michael L.,带平衡约束的数学程序的约束条件和平稳性概念/(2005)·Zbl 1147.90397号
[8] 埃尔默·吉尔伯特(Elmer Gilbert);Johnson,Daniel,距离函数及其在存在障碍物的机器人路径规划中的应用,IEEE机器人与自动化杂志,1,1,21-30(1985)
[9] 菲利普·吉尔(Philip E.Gill)。;沃尔特·默里(Walter Murray);Saunders,Michael A.,SNOPT:用于大规模约束优化的SQP算法,SIAM Review,47,1,99-131(2005)·Zbl 1210.90176号
[10] Hermans,Ben,Patrinos,Panos,&Pipeleers,Goele(2018年)。一种基于惩罚方法的非线性模型预测控制自主导航方法。在第六届IFAC非线性模型预测控制会议上(第268-274页)。
[11] 阿列克谢·伊兹迈洛夫(Alexey F.Izmailov)。;米哈伊尔·索洛多夫五世。;Uskov,E.I.,应用于退化约束优化问题(包括互补约束问题)的增广拉格朗日方法的全局收敛性,SIAM优化杂志,22,4,1579-1606(2012)·Zbl 1274.90385号
[12] Leyffer,Sven,作为非线性方程的互补约束:理论和数值经验,(多值映射优化(2006),Springer),169-208·Zbl 1190.90240号
[13] 斯文·莱弗尔(Sven Leyffer);洛佩斯·卡尔瓦,加布里埃尔;Nocedal,Jorge,具有互补约束的数学程序的内部方法,SIAM优化杂志,17,1,52-77(2006)·Zbl 1112.90095号
[14] 仁慈,蒂姆;范·帕里斯(Ruben Van Parys);Pipeleers、Goele,《动态环境下自动引导车辆基于样条线的运动规划》,IEEE控制系统技术汇刊(2017)
[15] 拉森·帕特尔(Rushen B.Patel)。;Goulart,Paul J.,使用在线优化生成飞机避让机动的轨迹,制导、控制和动力学杂志,34,1,218-230(2011)
[16] Rajamani,Rajesh,《车辆动力学与控制》(2011年),施普林格科学与商业媒体·Zbl 1097.70001号
[17] Sathya、Ajay Suresha、Sopasakis、Pantelis、Van Parys、Ruben、Themelis、Andreas、Pipleers、Goele和Patrinos,Panos(2018年)。基于PANOC的嵌入式非线性模型预测避障控制。在2018年欧洲控制会议记录中。
[18] 谢尔(Scheel)、霍尔格(Holger);Scholtes,Stefan,《具有互补约束的数学程序:平稳性、最优性和敏感性》,运筹学数学,25,1,1-22(2000)·Zbl 1073.90557号
[19] 斯特凡·肖尔特斯;Michael Stöhr,具有互补约束的数学程序的线性独立性假设有多严格?,运筹学数学,26,4,851-863(2001)·Zbl 1082.90580号
[20] Stella、Lorenzo、Themelis、Andreas、Sopasakis、Pantelis和Patrinos、Panagiotis(2017年)。一种简单有效的非线性模型预测控制算法。第56届IEEE决策与控制会议(第1939-1944页)。
[21] Tyrrell Rockafellar,R。;Wets,Roger J.-B.,《变化分析》(第317卷)(2009年),施普林格科学与商业媒体
[22] 安德烈亚斯·瓦赫特;Biegler,Lorenz T.,关于大规模非线性规划中点内滤波器线搜索算法的实现,《数学规划》,106,1,25-57(2006)·Zbl 1134.90542号
[23] 理查德·A·华尔兹。;Nocedal,Jorge,KNITRO用户手册技术报告OTC-2003/5(2003),西北大学:伊利诺伊州西北大学埃文斯顿分校
[24] 王鹏;丁宝苍,带碰撞避免的齐次多智能体系统分布式模型预测控制综合方法,国际控制杂志,87,1,52-63(2014)·Zbl 1317.93022号
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