近日，中心Simone Baldi和虞文武教授团队的闵笑博士在国际控制领域顶刊《IEEE Transactions on Automatic Control》上发表题为《Safe control of multi-agent systems via low-complexity control barrier functions》的学术论文（长文），东南大学数学学院作为唯一通讯单位。
近年来，多智能体系统在系统和控制领域受到越来越多的关注。与此同时，关于安全的研究成果激增，其中一个基本的方向是基于控制障碍函数的方法。该方法旨在为系统的轨迹建立一个安全的前向不变集，如果控制障碍函数关于时间的导数满足一个称为控制障碍条件的可行性条件，则可以保证这一点。
然而，随着系统动力学阶数的增加，基于控制障碍函数的方法的扩展性较差。一方面，在反步递推的过程中，需要用高阶项递归扩展控制，这不可避免地会导致复杂性的动态增加。另一方面，控制障碍函数缺乏显式表达，导致安全条件的隐式形式需要通过二次规划进行数值求解。这些高复杂性和较差的可扩展性问题在多智能体系统中进一步放大。
作者在导师Simone Baldi教授和虞文武教授的指导下从博士期间开始研究这一课题。在这篇论文中，安全性是通过由漏斗函数明确构建的控制障碍函数来表达的，从而为缺乏构建控制障碍函数的系统方法这一众所周知的问题提供了一种解决方案。低复杂度来自这样一个事实：即在反推过程中，控制不涉及复杂的动态扩展。值得注意的是，所提出的控制障碍函数被证明可以通过设计自动满足安全条件，而无需依赖任何二次规划。李雅普诺夫分析表明，该设计允许独立考虑稳定性和安全性，从而以无缝集成的方式完成这些任务。这项研究对于深入了解多智能体系统的安全控制具有重要意义。此外，该项研究还为基于控制障碍函数的理论提供了新的思路和方法。
《IEEE Transactions on Automatic Control》创刊于1963年，该期刊致力于发表控制领域具有突破性的重要成果，是控制领域公认的顶级期刊之一，享有很高的学术声誉。
闵笑博士毕业于东南大学并获得理学博士学位，获得首届国家自然科学基金青年学生基础研究项目（博士研究生）资助，主要研究方向是非线性多智能体系统、分布式协同、性能约束控制。该工作由科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目、国家自然科学基金、江苏省应用数学科学研究中心等项目资助。
文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10982103/
