面向长期安全的短视可验证概率证书
动力系统
2021-11-04 v1 最优化与控制
概率论
摘要
本文考虑在随机系统中使用基于障碍函数的方法解决安全控制问题。在随机不确定性存在的情况下，确保在无穷小时间间隔内安全概率的短视控制器可能允许不安全概率随时间累积，并导致较小的长期安全概率。同时，增加前瞻时间范围可能带来显著的计算负担与延迟反应，这同样损害安全性。为应对该挑战，我们定义了概率空间上前向不变性的新概念，以替代状态空间上的安全区域。这一新概念将长期安全概率框定为前向不变性条件，可高效评估。我们基于该安全条件构建了一种控制器，其以短视方式工作却能保证长期安全概率或快速恢复概率。所提控制器确保全概率随时间不下降，并允许设计者直接指定安全概率。随后通过数值仿真评估了所提控制器的性能。最后，我们表明该框架也可用于刻画前向收敛行为的速度与概率，这可用于随机系统中的有限时间李雅普诺夫分析。
引用
@article{arxiv.2110.13380,
title = {Myopically Verifiable Probabilistic Certificate for Long-term Safety},
author = {Zhuoyuan Wang and Haoming Jing and Christian Kurniawan and Albert Chern and Yorie Nakahira},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.13380},
year = {2021}
}