This work presents a theoretical framework for the safety-critical control of time delay systems. The theory of control barrier functions, that provides formal safety guarantees for delay-free systems, is extended to systems with state delay. The notion of control barrier functionals is introduced to attain formal safety guarantees, by enforcing the forward invariance of safe sets defined in the infinite dimensional state space. The proposed framework is able to handle multiple delays and distributed delays both in the dynamics and in the safety condition, and provides an affine constraint on the control input that yields provable safety. This constraint can be incorporated into optimization problems to synthesize pointwise optimal and provable safe controllers. The applicability of the proposed method is demonstrated by numerical simulation examples.


翻译:这项工作为时间延迟系统的安全临界控制提供了一个理论框架。控制屏障功能理论为无延迟系统提供了正式的安全保障,该理论扩展到了国家延迟的系统。控制屏障功能的概念是为了实现正式的安全保障,通过执行无限维度空间定义的安全套件的前向变化。拟议框架能够处理动态和安全条件两方面的多重延误和分布延迟,并对产生可验证安全性的控制输入提供了近似限制。这一限制可以纳入优化问题,以综合出点性最佳和可验证的安全控制器。拟议方法的适用性通过数字模拟实例来证明。

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