使用控制密度函数合成安全导航控制器
系统与控制
2024-03-22 v1 系统与控制
摘要
我们考虑非线性动力系统从某个初始集合导航至某个目标集合并避免与不安全集合发生碰撞的问题。我们将密度函数的概念扩展为控制密度函数 (CDF)，以求解带有安全约束的导航问题。与密度函数相关的测度的基于占据率的解释在施加安全约束时发挥了关键作用。使用 CDF，带有安全约束的导航问题被表述为二次规划 (QP)。使用控制屏障函数 (CBF) 的现有方法同样将带有安全约束的导航问题表述为 QP。与使用 CBF 表述的 QP 相比，使用 CDF 提出的 QP 的主要优势之一在于，收敛性/稳定性与安全性均可以通过 CDF 结合并施加。提供了涉及 Duffing 振荡器和 Dubins 车模型安全导航的仿真结果，以验证本文的主要发现。
引用
@article{arxiv.2403.14464,
title = {Synthesizing Controller for Safe Navigation using Control Density Function},
author = {Joseph Moyalan and Sriram S. K. S Narayanan and Andrew Zheng and Umesh Vaidya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.14464},
year = {2024}
}