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Dynamic output feedback model predictive control for polytopic uncertain systems under decode and forward cooperative relay protocol

继电器 控制理论(社会学) 协议(科学) 输出反馈 模型预测控制 计算机科学 控制(管理) 反馈控制 控制工程 工程类 人工智能 医学 功率(物理) 物理 替代医学 病理 量子力学
作者
Jing Wang,Zhuoheng Yang,Wei Wang,Yonghao Zhao
出处
期刊:International Journal of Systems Science [Informa]
卷期号:: 1-16
标识
DOI:10.1080/00207721.2024.2421452
摘要

This paper addresses the robust model predictive control (RMPC) problem for a class of polytopic uncertain systems under the decode and forward cooperative relay protocol (DFCP). In order to combat signal fading from sensors to controllers and improve communication reliability, spatial diversity is achieved through cooperative terminal relay signals. At each transmission instant, the terminal only selects a better signal for transmission and a switched system is constructed. The aim of this paper is to design a set of desired dynamic output feedback controllers in the framework of RMPC such that the switched system with the underlying DFCP is exponentially stable. By taking the influence of the randomness of DFCP derived from a three nodes model composed of DF relay, a new objective function based on the mathematical expectation of the traditional quadratic function of MPC is established. Then, the orthogonal complement technique is applied to handle the inherent couplings of variables to formulate a solvable optimisation problem. Moreover, the sufficient conditions are provided to guarantee the recursive feasibility of the MPC strategy and the stability of the established closed-loop system in terms of the average dwell time (ADT) method. Finally, three experiments are given to illustrate the effectiveness of the proposed method.
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