含输入约束的控制 Lyapunov 与障碍函数的凸综合及验证
机器人学
2022-10-04 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
控制 Lyapunov 函数（CLFs）与控制障碍函数（CBFs）是综合受稳定性与安全性约束控制器的广泛使用的工具。配合在线优化，它们提供满足输入约束并避开状态空间不安全区域的稳定控制动作。设计具有严格性能保证的 CLF 与 CBF 在计算上具有挑战性。为证明控制动作的存在性，现有技术不仅设计 CLF/CBF，还设计一个标称控制器。这会使综合任务更昂贵，且性能估计更保守。本工作中，我们利用平方和条件刻画多项式 CLF/CBF，其可直接通过凸优化认证。这产生了一种不依赖标称控制器的 CLF 与 CBF 综合技术。随后我们给出迭代扩大可稳定区域与安全区域估计的算法。我们在二维玩具系统、摆与四旋翼上演示了我们的算法。
引用
@article{arxiv.2210.00629,
title = {Convex synthesis and verification of control-Lyapunov and barrier functions with input constraints},
author = {Hongkai Dai and Frank Permenter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.00629},
year = {2022}
}