Verification and runtime assurance for dynamical systems with uncertainty
Verification and runtime assurance for dynamical systems with uncertainty
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不确定性动力系统的验证和运行时间保证
DOI：
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
S. Coogan
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Matthew Abate;Mark L. Mote;E. Feron;S. Coogan
在这项工作中，我们展示了如何通过应用混合单调性来有效地识别具有扰动的系统的受控鲁棒正向不变集。一个混合单调系统可以嵌入到一个相关的确定性嵌入系统中，该系统具有两倍的状态，但其动力学是单调的；然后，人们可以将强大的单调动力系统理论应用到该嵌入系统中，从而得出初始混合单调系统的有用性质。利用这一技术，我们提出了一种验证状态反馈控制器是否符合安全(集不变性)约束的方法，我们的方法包括评估一个控制屏障函数类型的条件，该条件要求嵌入系统的矢量场指向某个东南锥体。该方法还有利于建立具有扰动的受控系统的运行时保证机制，并研究了存在状态不确定性时的系统安全性。这项工作的结果和发现是通过两个数值例子来展示的，其中我们研究(I)受控航天器系统相对于安全约束的验证，以及(Ii)在存在不确定状态测量的情况下运行时保证机制的形成。
In this work, we show how controlled robustly forward invariant sets for systems with disturbances are efficiently identified via the application of the mixed monotonicity property. A mixed monotone system can be embedded in a related deterministic embedding system with twice as many states but for which the dynamics are monotone; one can then apply the powerful theory of monotone dynamical systems to the embedding system to conclude useful properties of the initial mixed monotone system. Using this technique, we present a method for verifying state-feedback controllers against safety (set invariance) constraints, and our approach involves evaluating a control barrier function type condition that requires the vector field of the embedding system to point into a certain southeast cone. This approach also facilitates the construction of runtime assurance mechanisms for controlled systems with disturbances, and we study system safety in the presence of state uncertainty as well. The results and findings of this work are demonstrated through two numerical examples where we study (i) the verification of a controlled spacecraft system against a safety constraint, and (ii) the formation of a runtime assurance mechanism that functions in the presence of uncertain state measurements.
非线性系统的可扩展安全关键控制框架
影响因子：
3.9
作者：
Gurriet, Thomas;Mote, Mark;Singletary, Andrew;Nilsson, Petter;Feron, Eric;Ames, Aaron D.
通讯作者：
Ames, Aaron D.
动态系统中可达性和安全性的混合单调性
DOI：
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发表时间：
2020
期刊：
IEEE Conference on Decision and Control
影响因子：
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作者：
Coogan, Samuel
通讯作者：
Coogan, Samuel
计算混合单调系统的鲁棒前向不变集
DOI：
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发表时间：
2020
期刊：
IEEE Conference on Decision and Control
影响因子：
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作者：
Abate, Matthew;Coogan, Samuel
通讯作者：
Coogan, Samuel