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带安全保证的共识控制器:在运动学自行车模型上的应用

系统与控制 2023-10-03 v2 系统与控制

摘要

本文提出一种可保证多智能体系统智能体安全性的共识控制器。该控制器基于输出预测与牛顿-拉夫逊法构建,对一类异构非线性系统实现共识。积分控制障碍函数与控制器协同应用,使智能体状态被限制在预定义安全集内。由于控制输入为动态定义,由障碍函数导出的优化问题始终为二次规划(Quadratic Program),无论系统动态可能具有的非线性如何。我们使用以运动学自行车建模的自动驾驶车队验证所提控制器。针对路径图拓扑下的领导者-跟随者共识进行了收敛性分析。仿真结果表明,车辆在实现共识的同时保持了安全的智能体间距离,显示了在未来应用中的潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.17584,
  title  = {Consensus controller with safety guarantee: an application to the kinematic bicycle model},
  author = {Kaicheng Niu and Chaouki Abdallah and Mohammad Hayajneh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.17584},
  year   = {2023}
}