Euler-Lagrange 系统的安全设计控制
系统与控制
2021-08-05 v2 系统与控制
摘要
安全关键控制的特征在于确保给定动力学系统的约束满足。零化控制障碍函数（ZCBF）的近期进展为单一约束函数超水平集的安全性保障提供了框架。Euler-Lagrange 系统代表了包括机器人与车辆在内的许多现实系统，这些系统必须遵守安全规范，特别是在有人环境中使用时。这些安全规范包括必须始终被遵守的状态约束（位置与速度）和输入约束。ZCBF 对于满足一般非线性系统的系统约束很有价值，然而其构造以满足状态和输入约束并非易事。此外，现有的障碍函数方法未解决 Euler-Lagrange 系统安全所需的多个状态约束问题。本文中，我们提出一种方法，针对受输入约束的 Euler-Lagrange 系统构造多个无冲突的控制障碍函数以满足安全规范，同时考虑鲁棒性裕度与采样时间效应。所提方法由一个采样数据控制器和一个用于构建障碍函数以实施安全性（即满足位置和速度约束）的算法组成。该方法在二自由度平面机械臂的仿真中得到验证。
引用
@article{arxiv.2009.03767,
title = {Safe-by-Design Control for Euler-Lagrange Systems},
author = {Wenceslao Shaw Cortez and Dimos V. Dimarogonas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.03767},
year = {2021}
}
备注
For accompanying code see: https://github.com/shawcortez/safe-control-euler-lagrange