具有稳定性保证的备份计划约束模型预测控制
系统与控制
2023-10-10 v3 系统与控制
摘要
本文提出并评估了一种称为备份计划安全性的新安全概念，用于基于模型预测控制(MPC)在任务不确定性下自动驾驶车辆路径规划。备份计划安全性定义为当主要任务中止时能够完成替代任务的能力。为将该新安全概念纳入控制问题，我们构建了可行性最大化问题，旨在最大化主要与替代任务的可行性。该可行性最大化问题基于多目标 MPC，其中每个目标(代价函数)关联不同任务并由权重向量平衡。此外，可行性最大化问题在朝向主要任务的控制输入时域之上，引入了朝向替代任务的额外控制输入时域，记为多时域输入，以评估各任务代价。我们开发了备份计划约束 MPC 算法，其设计确保闭环系统渐近稳定性的权重向量，并通过高效计算求解可行性最大化问题生成最优控制输入。所提算法的性能通过无人机路径规划问题的仿真得到验证。
引用
@article{arxiv.2306.06102,
title = {Backup Plan Constrained Model Predictive Control with Guaranteed Stability},
author = {Ran Tao and Hunmin Kim and Hyung-Jin Yoon and Wenbin Wan and Naira Hovakimyan and Lui Sha and Petros Voulgaris},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.06102},
year = {2023}
}