高阶障碍函数:鲁棒性、安全性与性能关键控制
系统与控制
2021-07-02 v2 系统与控制
摘要
本文提出一种高阶(置零)障碍函数的概念,它推广了置零障碍函数的概念,并通过检查其高阶导数来保证集合的前向不变性。所提出的公式保证了前向不变集的渐近稳定性,这非常有利于针对模型扰动的鲁棒性。与现有高阶障碍函数方法相比,我们的设定不需要前向完备性假设。对于受控动力系统的情况,我们放宽了统一相对阶的要求,并提出了一种无奇异控制方案,该方案产生局部 Lipschitz 控制信号并保证安全性。此外,所提出的公式考虑了“性能关键”控制:它保证前向不变集的一个子集将接纳任何现有的有界控制律,同时仍确保该集合的前向不变性。最后,研究了一个以刚体姿态动力学和互连单元区域为安全区域的非平凡案例。
引用
@article{arxiv.2104.00101,
title = {High-order Barrier Functions: Robustness, Safety and Performance-Critical Control},
author = {Xiao Tan and Wenceslao Shaw Cortez and Dimos V. Dimarogonas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.00101},
year = {2021}
}
备注
An updated version of a paper in IEEE TAC