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离散时间随机系统的风险感知控制:将卡尔曼滤波器和最坏情况CVaR集成到控制障碍函数中

最优化与控制 2024-12-20 v4 系统与控制 系统与控制

摘要

本文针对受随机扰动的离散时间线性系统提出了控制方法。采用卡尔曼滤波器估计状态传播的均值和协方差,并利用最坏情况条件风险价值(CVaR)基于估计的均值和协方差量化尾部风险。然后将量化的风险集成到控制障碍函数(CBF)中,以推导控制器综合的约束条件,处理安全集边界附近的尾部风险。针对半空间和椭球安全集,分别提出了两种基于优化的控制方法。通过数值仿真验证了所得结果的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.15638,
  title  = {Risk-Aware Control of Discrete-Time Stochastic Systems: Integrating Kalman Filter and Worst-case CVaR in Control Barrier Functions},
  author = {Masako Kishida},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.15638},
  year   = {2024}
}

备注

This has been presented at IEEE Conference on Decision and Control 2024, pp. 2019-2024. Minor typos in equations (12) - (14) have been fixed