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Safe and Stable Adaptive Control for a Class of Dynamic Systems

Autenrieb, Johannes und Annaswamy, Anuradha (2024) Safe and Stable Adaptive Control for a Class of Dynamic Systems. In: 62nd IEEE Conference on Decision and Control, CDC 2023, Seiten 5059-5066. IEEE Conference on Decision and Control, 2023-12-13 - 2023-12-15, Marina Bay Sands, Singapore. doi: 10.1109/CDC49753.2023.10383779. ISBN 979-8-3503-0124-3. ISSN 2576-2370.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10383779

Kurzfassung

Adaptive control has focused on online control of dynamic systems in the presence of parametric uncertainties, with solutions guaranteeing stability and control performance. Safety, a related property to stability, is becoming increasingly important as the footprint of autonomous systems grows in society. One of the popular ways for ensuring safety is through the notion of a control barrier function (CBF). In this paper, we combine adaptation and CBFs to develop a real-time controller that guarantees stability and remains safe in the presence of parametric uncertainties. The class of dynamic systems that we focus on is linear time-invariant systems whose states are accessible and where the inputs are subject to a magnitude limit. Conditions of stability, state convergence to a desired value, and parameter learning are all elucidated. One of the elements of the proposed adaptive controller that ensures stability and safety is the use of a CBF-based safety filter that suitably generates safe reference commands, employs error-based relaxation (EBR) of Nagumo's theorem, and leads to guarantees of set invariance. To demonstrate the effectiveness of our approach, we present two numerical examples, an obstacle avoidance case and a missile flight control case.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/212135/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Safe and Stable Adaptive Control for a Class of Dynamic Systems
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Autenrieb, JohannesJohannes.Autenrieb (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Annaswamy, Anuradhaaanna (at) mit.eduNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:19 Januar 2024
Erschienen in:62nd IEEE Conference on Decision and Control, CDC 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/CDC49753.2023.10383779
Seitenbereich:Seiten 5059-5066
ISSN:2576-2370
ISBN:979-8-3503-0124-3
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Adaptive Control; Control Barrier Functions; MRAC; CBF
Veranstaltungstitel:IEEE Conference on Decision and Control
Veranstaltungsort:Marina Bay Sands, Singapore
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:13 Dezember 2023
Veranstaltungsende:15 Dezember 2023
Veranstalter :Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Flugzeugsysteme
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Flugsystemtechnik > Flugdynamik und Simulation
Institut für Flugsystemtechnik
Hinterlegt von: Autenrieb, Johannes
Hinterlegt am:29 Jan 2025 14:07
Letzte Änderung:06 Feb 2025 09:43

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