We study the prescribed-time reach-avoid (PT-RA) control problem for nonlinear systems with unknown dynamics operating in environments with moving obstacles. Unlike robust or learning based Control Barrier Function (CBF) methods, the proposed framework requires neither online model learning nor uncertainty bound estimation. A CBF-based Quadratic Program (CBF-QP) is solved on a simple virtual system to generate a safe reference satisfying PT-RA conditions with respect to time-varying, tightened obstacle and goal sets. The true system is confined to a Virtual Confinement Zone (VCZ) around this reference using an approximation-free feedback law. This construction guarantees real-time safety and prescribed-time target reachability under unknown dynamics and dynamic constraints without explicit model identification or offline precomputation. Simulation results illustrate reliable dynamic obstacle avoidance and timely convergence to the target set.


翻译:本文研究了在动态障碍物环境中运行的未知非线性系统的规定时间到达-规避控制问题。与基于鲁棒性或学习的控制屏障函数方法不同,所提出的框架既不需要在线模型学习,也不需要不确定性边界估计。通过在简单的虚拟系统上求解基于CBF的二次规划,生成满足关于时变、紧缩障碍物和目标集的规定时间到达-规避条件的安全参考轨迹。利用一种无需逼近的反馈律,将真实系统限制在该参考轨迹周围的虚拟约束区域内。该构造保证了在未知动力学和动态约束下,无需显式模型辨识或离线预计算,即可实现实时安全性与规定时间目标可达性。仿真结果验证了该方法在动态障碍物规避和及时收敛至目标集方面的可靠性。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICML2023】SEGA:结构熵引导的图对比学习锚视图
专知会员服务
22+阅读 · 2023年5月10日
MonoGRNet:单目3D目标检测的通用框架(TPAMI2021)
专知会员服务
18+阅读 · 2021年5月3日
【CVPR2020】跨模态哈希的无监督知识蒸馏
专知会员服务
61+阅读 · 2020年6月25日
【CVPR2020-旷视】DPGN:分布传播图网络的小样本学习
专知会员服务
28+阅读 · 2020年4月1日
AAAI 2022 | ProtGNN:自解释图神经网络
专知
10+阅读 · 2022年2月28日
【ICML2021】因果匹配领域泛化
专知
12+阅读 · 2021年8月12日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
【ICML2023】SEGA:结构熵引导的图对比学习锚视图
专知会员服务
22+阅读 · 2023年5月10日
MonoGRNet:单目3D目标检测的通用框架(TPAMI2021)
专知会员服务
18+阅读 · 2021年5月3日
【CVPR2020】跨模态哈希的无监督知识蒸馏
专知会员服务
61+阅读 · 2020年6月25日
【CVPR2020-旷视】DPGN:分布传播图网络的小样本学习
专知会员服务
28+阅读 · 2020年4月1日
相关资讯
AAAI 2022 | ProtGNN:自解释图神经网络
专知
10+阅读 · 2022年2月28日
【ICML2021】因果匹配领域泛化
专知
12+阅读 · 2021年8月12日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员