基于广义控制障碍函数的约束滚动时域控制可行性增强
系统与控制
2021-03-01 v1 系统与控制
摘要
滚动时域控制（RHC）是处理最优控制问题的常用方法。由于状态约束的存在，基于优化的 RHC 常遭受著名的可行性问题，这强烈缩小了可控状态区域。本文提出一种广义控制障碍函数（CBF），以仅对预测时域施加单步约束来扩大约束 RHC 的可行域。该设计通过对趋向约束边界的趋势进行惩罚，减少约束步数。此外，广义 CBF 能够通过将约束步扩展至非相邻节点来处理高阶等式或不等式约束。我们将该技术应用于自动驾驶车辆控制任务。结果表明，与多步逐点约束相比，广义 CBF 能在更大的状态空间分区中有效避免可行性问题，且计算效率提升了 14%–23%。
引用
@article{arxiv.2102.13304,
title = {Feasibility Enhancement of Constrained Receding Horizon Control Using Generalized Control Barrier Function},
author = {Haitong Ma and Xiangteng Zhang and Shengbo Eben Li and Ziyu Lin and Yao Lyu and Sifa Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.13304},
year = {2021}
}