紧急制动单纯形：面向运行时可达性约束突变的可验证安全控制信息物理系统架构

当系统约束发生突变时，系统的可达性安全性不再维持。因此，系统可能达到禁止/危险的值。常规补救措施实际上涉及在线控制器重新设计 (OCR)，以重新建立可达性与新约束的合规性，然而这通常太慢。需要一种能够管理可达性约束运行时变化的在线策略。然而，据作者所知，现有文献尚未涉及该主题。在本文中，我们提出了一种快速容错策略，以在运行时恢复系统的可达性安全性。我们不重新设计系统控制器，而是提议改变系统的参考状态，以修改系统的可达性从而符合新约束。我们将参考状态搜索构建为优化问题，并采用 Karush-Kuhn-Tucker (KKT) 方法以及基于内点法 (IPM) 的牛顿法（作为 KKT 方法的回退）来快速推导解。该优化还允许更多的未来容错。数值仿真表明，我们的方法在计算效率和成功率方面均优于常规 OCR 方法。具体而言，结果表明所提方法找到解的速度比 OCR 方法快 $10^{2}$（使用基于 IPM 的牛顿法）至 $10^{4}$ 倍（使用 KKT 方法）。此外，在不考虑运行时截止时间的情况下，我们方法相对于 OCR 方法的成功率提升率为 40.81%。当施加 1.5 秒的截止时间时，所提方法的成功率保持在 49.44%，而 OCR 方法的成功率降为 0%。