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使用非光滑控制李雅普诺夫屏障函数的安全镇定

Safe Stabilization using Nonsmooth Control Lyapunov Barrier Function

Jianglin Lan, Eldert van Henten, Peter Groot Koerkamp, Congcong Sun

AI总结:

针对安全镇定中光滑李雅普诺夫屏障函数无法保证控制器可行性的问题,提出非光滑控制李雅普诺夫屏障函数(NCLBF)及其系统设计框架,在多个不安全区域下实现了安全镇定,理论分析与仿真验证了其优越性。

摘要:

本文探讨了安全镇定的挑战,即确保系统状态到达原点的同时避开不安全区域。依赖光滑李雅普诺夫屏障函数的现有方法通常无法保证可行的控制器。为克服此限制,我们引入了非光滑控制李雅普诺夫屏障函数(NCLBF),确保存在安全且镇定的控制器。我们提供了一个系统框架,用于设计NCLBF和反馈控制策略,以在存在多个有界不安全区域时实现安全镇定。线性和非线性系统的理论分析与仿真表明,与现有光滑函数方法相比,本方法的有效性和优越性。

英文摘要:

This paper addresses the challenge of safe stabilization, ensuring the system state reach the origin while avoiding unsafe regions. Existing approaches relying on smooth Lyapunov barrier functions often fail to guarantee a feasible controller. To overcome this limitation, we introduce the nonsmooth Control Lyapunov Barrier Function (NCLBF), which ensures the existence of a safe and stabilizing controller. We provide a systematic framework for designing NCLBF and feedback control strategies to achieve safe stabilization in the presence of multiple bounded unsafe regions. Theoretical analysis and simulations of both linear and nonlinear systems demonstrate the effectiveness and superiority of our approach compared to the existing smooth functions method.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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