控制理论与应用

作者：刘跃跃,王浩羽,吴小雨,樊启高

单位：江南大学 物联网工程学院,江南大学 物联网工程学院,新加坡国立大学 生物医学工程系,江南大学 物联网工程学院

关键词：高斯过程; 反馈线性化; 控制障碍函数; 安全控制; 二次规划优化

基金：国家自然科学基金项目(62203186, 62373168), 江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目(GDZB–138)资助.

针对非线性系统非参数不确定条件下的安全控制问题, 本文提出一种基于高斯过程(GP)的安全学习控制方案. 首先, 基于在线采集到的历史数据, 利用高斯过程回归对非线性系统中的非参不确定性与时变扰动进行学习,基于Lyapunov理论设计反馈线性化控制策略, 保证控制器全局一致最终有界(GUUB). 其次, 考虑到安全约束问题,在反馈控制器的基础上, 利用控制障碍函数(CBF), 最小限度调整控制输入获得基于二次规划(QP)的优化控制输入.此外, 分别在高概率意义上证明了闭环系统的有界性和状态安全域的前向不变性. 通过仿真结果, 验证了所提控制策略在非参数不确定性下轨迹跟踪与避障约束中的有效性.

来源：2025年第7期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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