Safety‐critical control for robotic systems with uncertain model via control barrier function

控制理论(社会学) 计算机科学 约束(计算机辅助设计) 弹道 控制器(灌溉) 机器人 控制工程 高斯过程 功能(生物学) 二次方程 数学优化 高斯分布 控制(管理) 工程类 人工智能 数学 生物 物理 天文 机械工程 进化生物学 量子力学 农学 几何学
作者
Sihua Zhang,Di‐Hua Zhai,Yuhan Xiong,Lin Jiang,Yuanqing Xia
出处
期刊:International Journal of Robust and Nonlinear Control [Wiley]
卷期号:33 (6): 3661-3676 被引量:2
标识
DOI:10.1002/rnc.6585
摘要

Abstract Usually, it is difficult to build accurate dynamic models for real robots, which makes safety‐critical control a challenge. In this regard, this article proposes a double‐level framework to design safety‐critical controller for robotic systems with uncertain dynamics. The high level planner plans a safe trajectory for low level tracker based on the control barrier function (CBF). First, the high level planning is done independently of the dynamic model by quadratic programs subject to CBF constraint. Afterward, a novel method is proposed to learn the uncertainty of drift term and input gain in nonlinear affine‐control system by a data‐driven Gaussian process (GP) approach, in which the learning result of uncertainty in input gain is associated with CBF. Then, a Gaussian processes‐based control barrier function (GP‐CBF) is designed to guarantee the tracking safety with a lower bound on the probability for the low level tracker. Finally, the effectiveness of the proposed framework is verified by the numerical simulation of UR3 robot.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
狂奔的蜗牛完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
万能图书馆应助charles采纳,获得10
1秒前
向日葵发布了新的文献求助10
1秒前
英姑应助元素分希怡采纳,获得10
2秒前
Naomi发布了新的文献求助10
3秒前
不安的凡儿完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
ymm170完成签到,获得积分20
4秒前
清脆的沛容完成签到,获得积分10
4秒前
Twonej应助AH采纳,获得30
5秒前
ZZZ发布了新的文献求助10
6秒前
H星科23456完成签到,获得积分10
6秒前
kkkkk完成签到,获得积分10
7秒前
所所应助QYPANG采纳,获得10
7秒前
7秒前
wwwwwnnnnn发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
棒棒羊完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
bierya发布了新的文献求助10
9秒前
江盈发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
ZZM完成签到,获得积分20
10秒前
123完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
蓝岚完成签到 ,获得积分10
10秒前
BowieHuang应助吉尼斯贝贝采纳,获得10
10秒前
kkkkk发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
熊熊发布了新的文献求助10
12秒前
Yfx完成签到,获得积分10
13秒前
小马甲应助不田采纳,获得10
13秒前
慕青应助落后立果采纳,获得20
13秒前
现代代桃发布了新的文献求助10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
我是老大应助小汁儿采纳,获得10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5712999
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5213045
关于积分的说明 15269140
捐赠科研通 4864791
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2611645
邀请新用户注册赠送积分活动 1561939
关于科研通互助平台的介绍 1519153