增强非线性系统的安全性：自适应巡航控制的设计与稳定性分析

自动驾驶系统，特别是无人驾驶车辆的安全性仍然是首要关注的问题。这些系统表现出仿射非线性动力学，并面临在遵守状态和输入约束以降低风险的同时执行预定义控制任务的挑战。然而，在控制输入约束的框架内实现安全控制（例如避免碰撞和将系统状态保持在安全边界内）由于选项有限而带来挑战。在本研究中，我们引入了一种新颖的方法来解决安全问题，通过将安全条件转化为相对度为1的控制约束。这一转化通过设计控制障碍函数得以实现，从而能够为仿射非线性网络创建安全控制系统。随后，我们制定了一种包含安全协议的鲁棒控制策略，并对其稳定性和可靠性进行了全面分析。为了说明我们方法的有效性，我们将其应用于一个涉及自适应巡航控制的具体问题。通过仿真，我们验证了我们的模型在确保安全的同时不牺牲控制性能的效率。我们的方法标志着该领域的重大进展，为在仿射非线性动力学背景下运行的自动驾驶系统提供了一种增强安全性的实用解决方案。