基于平方和规划的安全指数综合
机器人学
2023-10-05 v3
摘要
控制系统常常需要满足严格的安全要求。安全指数提供了一种便捷的方式来评估系统的安全水平并推导相应的安全控制策略。然而，在控制约束下设计安全指数函数十分困难，且需要大量专家知识。本文提出了一种利用平方和(sum-of-squares)规划为通用控制系统综合安全指数的框架。我们的方法是证明：在安全集边界上确保安全的控制非空，等价于一个局部流形正性问题。随后我们证明，借助代数几何的Positivstellensatz定理，该问题等价于平方和规划。我们在不同自由度的机械臂与地面车辆上验证了所提方法。结果表明，综合得到的安全指数可保证安全性，且我们的方法即便在高维机器人系统中也行之有效。
引用
@article{arxiv.2209.09134,
title = {Safety Index Synthesis via Sum-of-Squares Programming},
author = {Weiye Zhao and Tairan He and Tianhao Wei and Simin Liu and Changliu Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.09134},
year = {2023}
}