基于 CBF 控制器的多智能体系统——由不稳定性实现的碰撞避免与活跃性
系统与控制
2022-07-12 v1 系统与控制
摘要
保证系统稳定性通常是控制设计的主要目标。本文呈现一个不稳定性带来关键益处的系统。我们考虑使用控制屏障函数（CBF）的多智能体碰撞避免，并研究安全性与活跃性（即无大绕行或死锁地抵达目的地的能力）之间的权衡。我们将仅具本地（宿主）控制的两种标准分散策略，与人人（虚拟）控制动作可用的协同优化策略（PCCA 与 CCS）比较。协同优化策略即便缺乏他人意图信息也为所有人计算控制。为比较，我们采用集中式全信息策略作为基准。本文贡献之一是为集中式、PCCA 与 CCS 策略证明可行性。蒙特卡洛仿真表明，分散式仅宿主控制策略与 CCS 缺乏活跃性，而 PCCA 策略表现与集中式相当。接着，我们通过两智能体协商路口通行顺序来解释观测结果。我们展示所得平衡点的结构与稳定性同观测到的死锁倾向相关——具不稳定平衡点的策略避免死锁，而具稳定平衡点的策略则不然。
引用
@article{arxiv.2207.04915,
title = {Multi-agent systems with CBF-based controllers -- collision avoidance and liveness from instability},
author = {Mrdjan Jankovic and Mario Santillo and Yan Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.04915},
year = {2022}
}
备注
12 pages, 13 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2012.10261