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
4秒前
研友_EZ1oWL发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
彭于晏应助hhh采纳,获得30
5秒前
linmo发布了新的文献求助10
5秒前
温婉的从凝完成签到,获得积分20
7秒前
孟梦完成签到 ,获得积分20
7秒前
8秒前
平贝花应助mtfx采纳,获得10
9秒前
pyh发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
yao发布了新的文献求助10
11秒前
火星上的诗兰完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
xiaoxie发布了新的文献求助20
12秒前
14秒前
pyh关闭了pyh文献求助
14秒前
14秒前
慕青应助bzsyr采纳,获得10
14秒前
领导范儿应助wlguo采纳,获得10
14秒前
蝉子发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
fight完成签到,获得积分10
16秒前
充电宝应助兴奋的梦旋采纳,获得50
17秒前
18秒前
18秒前
医学小王完成签到 ,获得积分10
19秒前
可爱的兔兔完成签到,获得积分10
19秒前
socras完成签到 ,获得积分10
19秒前
Ava应助pistachio采纳,获得10
20秒前
隐形曼青应助Laneyliu采纳,获得10
22秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
22秒前
liuqc发布了新的文献求助10
22秒前
充电宝应助温婉的从凝采纳,获得20
23秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
棋士发布了新的文献求助10
23秒前
丘比特应助Liangang采纳,获得10
24秒前
选课完成签到,获得积分10
24秒前
25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
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 9000
Encyclopedia of the Human Brain Second Edition 8000
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
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Real World Research, 5th Edition 680
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 5685045
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5040038
关于积分的说明 15185849
捐赠科研通 4844104
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2597110
邀请新用户注册赠送积分活动 1549690
关于科研通互助平台的介绍 1508176