受约束非线性系统的安全性与稳定性通用屏障函数
系统与控制
2025-11-04 v1 系统与控制
摘要
本文解决受复杂安全规范和输入约束的非线性系统安全控制器合成问题。我们引入通用屏障函数（Universal Barrier Function, UBF），作为一种连续可微的单值标量函数，编码稳定性和安全性准则，同时考虑输入约束。通过UBF，我们构建二次规划（UBF-QP）以生成受输入约束下的安全稳定控制输入。我们证明，若存在UBF，则UBF-QP可行。进一步在温和条件下，证明UBF必然存在。该方法框架随后推广至高阶相对阶数系统。最后通过数值仿真说明所提出方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2511.01067,
title = {Universal Barrier Functions for Safety and Stability of Constrained Nonlinear Systems},
author = {Vrushabh Zinage and Efstathios Bakolas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.01067},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 14 figures