最优安全控制器综合：一种密度函数方法
最优化与控制
2019-09-30 v2 系统与控制
系统与控制
动力系统
摘要
本文考虑基于密度函数的最优安全控制器综合。我们利用密度函数与值函数之间的对偶关系，提出了一种用于鲁棒约束最优控制综合的算法。密度函数遵循 Liouville 方程，是满足 Bellman 最优原理的值函数的对偶。得益于密度函数，诸如安全性约束之类的状态分布上的约束可以直接置于最优控制问题中。随后该约束最优控制问题通过原对偶算法求解。该表述被推广至存在外部扰动的情形，并且我们表明鲁棒约束最优控制可通过改进的原对偶算法求解。我们将该表述应用于寻找使累积干预最小化的最优安全控制器问题。以自适应巡航控制（ACC）为例验证了所提方法的有效性，其中我们将密度函数方法的结果与传统控制障碍函数（CBF）方法进行了比较。
引用
@article{arxiv.1909.11798,
title = {Optimal Safe Controller Synthesis: A Density Function Approach},
author = {Yuxiao Chen and Mohamadreza Ahmadi and Aaron D. Ames},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.11798},
year = {2019}
}