基于含噪数据的近最优安全输出反馈控制器设计

随着我们逐步部署用于黑盒信息物理系统的数据驱动控制器,满足硬安全约束成为首要关注点。当输入输出数据被噪声污染时,有两个关键问题需要解决:在不破坏安全性的前提下能容忍多大程度的不确定性,以及控制性能受影响的程度如何?通过聚焦于有限时域约束线性二次问题,我们依据初步辨识阶段产生的模型失配来回答这些问题。我们提出了一种基于原鲁棒问题拟凸松弛的控制设计流程,并证明若不确定性足够小,则所综合的控制器是安全的且近最优的,即次优间隙随模型失配水平线性增长。由于所提方法独立于具体辨识流程,我们的分析可与超越标准最小二乘的最先进行为估计器结合使用。主要理论结果通过数值实验得到验证。