防止因相对度假设无效而导致的控制障碍函数安全滤波器失效

控制障碍函数（CBF）安全滤波器是一种流行的框架，用于认证和修改可能不安全的控制输入，例如来自强化学习代理或非专家用户的输入。典型的 CBF 安全滤波器设计假设系统具有统一的相对度。这一假设具有限制性，并且在实践中经常被忽视。当该假设不成立时，可能导致安全滤波器失效，从而允许不安全甚至可能过大的控制输入作用于系统。在离散时间实现中，失效问题通常表现为安全边界附近的抖振或约束违反。本工作深入探讨了安全滤波器失效问题，提出了一种基于多个 CBF 的缓解策略，并推导了采样数据控制下安全性的采样时间上界。通过仿真和四旋翼飞行器实验验证了我们提出的方法的有效性。