Robust STL Control Synthesis under Maximal Disturbance Sets

要約

この研究は、未知の外乱下で最大限にロバストな制御合成に取り組みます。
信号時相論理 (STL) 仕様に従う一般的な非線形システムを考慮し、可能な最大の外乱境界と、これらの境界内で STL 仕様が確実に満たされることを保証する対応するコントローラーを共同合成したいと考えています。
多くの研究では、与えられた制限された外乱の下での STL 満足度が考慮されています。
しかし、著者の知る限り、これは許容外乱セットを最大化し、最大の外乱ロバスト性で STL 仕様を確実に満たす対応するコントローラを見つけることを目的とした最初の研究です。
仕様、動的システム、およびコントローラーの特性である STL の外乱ロバストセマンティクスの概念を拡張し、Hamilton-Jacobi 到達可能性を使用して STL 仕様を満たす最大の外乱ロバストコントローラーを取得するアルゴリズムを提供します。
その健全性を示し、自律型潜水機（AUV）を使ったシミュレーション例を示します。

要約(オリジナル)

This work addresses maximally robust control synthesis under unknown disturbances. We consider a general nonlinear system, subject to a Signal Temporal Logic (STL) specification, and wish to jointly synthesize the maximal possible disturbance bounds and the corresponding controllers that ensure the STL specification is satisfied under these bounds. Many works have considered STL satisfaction under given bounded disturbances. Yet, to the authors’ best knowledge, this is the first work that aims to maximize the permissible disturbance set and find the corresponding controllers that ensure satisfying the STL specification with maximum disturbance robustness. We extend the notion of disturbance-robust semantics for STL, which is a property of a specification, dynamical system, and controller, and provide an algorithm to get the maximal disturbance robust controllers satisfying an STL specification using Hamilton-Jacobi reachability. We show its soundness and provide a simulation example with an Autonomous Underwater Vehicle (AUV).

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