备份计划约束模型预测控制
系统与控制
2021-03-30 v1 系统与控制
摘要
本文提出一种新的安全概念：备份计划安全。备份计划安全定义为在主要任务中止时能够完成备选任务之一的能力。为将该新安全概念纳入控制问题，我们构建了一个可行性最大化问题，其在面向主要任务的输入时域之外，针对备选任务采用额外的（虚拟）输入时域。主要任务与备选任务的代价函数构成多目标，多时域输入对其予以评估。针对该可行性最大化问题，我们开发了多时域多目标模型预测路径积分控制（3M）算法。模型预测路径积分控制（MPPI）是一种基于采样的方案，可帮助所提算法处理非线性动态系统并通过并行计算实现计算效率。飞行器与地面车辆控制问题的仿真验证了备份计划安全的新概念及所提算法的性能。
引用
@article{arxiv.2103.14819,
title = {Backup Plan Constrained Model Predictive Control},
author = {Hunmin Kim and Hyungjin Yoon and Wenbin Wan and Naira Hovakimyan and Lui Sha and Petros Voulgaris},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.14819},
year = {2021}
}