用于时空约束安全关键应用的辅助变量自适应控制李雅普诺夫屏障函数
最优化与控制
2024-07-26 v2
摘要
近期的工作表明，在满足状态和控制约束的前提下，稳定仿射控制系统并优化二次代价的问题，可以使用控制屏障函数（CBF）和控制李雅普诺夫函数（CLF）映射为一系列二次规划（QP）。该方法的主要挑战之一是，在具有严格控制边界的安全和时空约束下，QP 很容易变得不可行。在我们近期的工作中，我们定义了辅助变量自适应 CBF（AVCBF），以提高基于 CBF 的 QP 的可行性，同时避免大量的参数调整。在本文中，我们将时空约束视为有限时间可达性要求。为了满足这些要求，我们将 AVCBF 推广为适用于具有任意相对阶的系统和约束的辅助变量自适应控制李雅普诺夫屏障函数（AVCLBF）。我们表明，我们的方法与安全和输入约束的冲突更少，并且在求解 QP 的自适应性和可行性方面优于 SOTA。我们在独轮车的最优控制问题上展示了我们的方法。
引用
@article{arxiv.2404.00881,
title = {Auxiliary-Variable Adaptive Control Lyapunov Barrier Functions for Spatio-Temporally Constrained Safety-Critical Applications},
author = {Shuo Liu and Wei Xiao and Calin A. Belta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.00881},
year = {2024}
}
备注
8 pages, 4 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2310.00238