高可信度数据驱动的安全跟踪控制设计

科学领域:

• 控制系统工程 控制系统工程
• 随机系统分析 随机系统分析
• 数据驱动的控制控制数据驱动的控制

背景情况:

• 随机线性离散时间系统需要强大的控制才能安全运行.
• 确保轨道控制的安全性和稳定性是一个重大挑战.
• 现有的方法可能无法充分处理系统的不确定性和安全限制.

研究的目的:

• 为随机线性离散时间系统设计高可靠性,数据驱动的安全跟踪控制.
• 使用基于概率的集合 $\lambda $-contractivity 来正式化安全的参考跟踪.
• 开发一个控制器,以很高的概率保证安全和稳定性.

主要方法:

• 使用基于概率的集合 $\lambda $-contractivity 的安全跟踪的正式化.
• 一个数据驱动控制器的设计,具有学习反和前收益.
• 实现数据驱动的参考规律器,用于动态参考信号操纵.
• 优化决策变量,以获得反学习,即使数据有限.

主要成果:

• 开发的控制器强制执行安全集的 $\lambda $-合约性.
• 高概率的安全性和稳定性在特定的平衡条件下得到保证.
• 参考调节器通过根据数据质量调整参考信号来确保安全.
• 系统输出汇聚到目标状态,同时保持安全.

结论:

• 数据驱动的安全跟踪控制有效地保证了系统的安全性和稳定性.
• 该方法的性能优于确定性等价的安全控制方法,如模拟中所示.
• 这种方法提供了一个可靠的解决方案,用于使用数据驱动技术在随机系统中安全跟踪.