基于扰动观测器的鲁棒积分控制障碍函数及其在高相对度非线性系统中的应用
系统与控制
2023-10-02 v1 系统与控制
摘要
本文研究存在有界加性扰动的一般受控非线性系统的安全控制综合问题。为此,我们首先构建由原始系统运动方程、积分控制律与非线性扰动观测器组成的主导增广状态空间模型。接着,提出基于扰动观测器的积分控制障碍函数(DO-ICBF)概念,并用于综合安全控制输入。安全控制器的表征通过对主导积分控制律引入加性辅助控制输入获得,该输入由二次规划求解得出。与已有文献中因依赖最坏情况扰动估计而可能过度保守的方法不同,我们的 DO-ICBF 控制器利用扰动观测器估计的扰动,节俭地使用可用控制量。由构造可知,所提 DO-ICBF 控制器可始终保证状态与输入约束满足。进一步,我们提出高阶 DO-ICBF,将所提方法推广至关于辅助控制输入具有高相对度的非线性系统。最后通过数值仿真验证所提方法。
引用
@article{arxiv.2309.16945,
title = {Disturbance Observer-based Robust Integral Control Barrier Functions for Nonlinear Systems with High Relative Degree},
author = {Vrushabh Zinage and Rohan Chandra and Efstathios Bakolas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.16945},
year = {2023}
}
备注
8 pages and 7 figures