Safety MPC of constrained switched systems with control barrier function

控制理论(社会学) 停留时间 模型预测控制 国家(计算机科学) 李雅普诺夫函数 指数稳定性 控制器(灌溉) 观察员(物理) 功能(生物学) 国家观察员 理论(学习稳定性) 线性矩阵不等式 控制Lyapunov函数 数学 数学优化 控制(管理) 计算机科学 Lyapunov重新设计 算法 非线性系统 量子力学 人工智能 进化生物学 机器学习 农学 生物 医学 临床心理学 物理
作者
Yiwen Qi,Shitong Guo,Yiwen Tang,Honglin Geng,Jie Huang
出处
期刊:International Journal of Systems Science [Taylor & Francis]
卷期号:55 (1): 87-101
标识
DOI:10.1080/00207721.2023.2268769
摘要

This paper studies model predictive control (MPC) with control barrier function to solve the stability and safety problems of switched systems subject to input and state constraints. Considering that the system state is unmeasurable and disturbed, an observer-based MPC H∞ method is adopted to estimate the system state and suppress disturbances. A cost function is designed to optimise the state and control input of switched systems by minimising its upper bound, and the optimisation problem is further transformed into a feasibility problem. Moreover, a control barrier function is introduced to constrain the controller gains, which ensures that the initial state of switched systems converges to the steady state without entering the specified unsafe region. Furthermore, a set of matrix inequality conditions is given to express the input and state constraints. Then, the Lyapunov function and average dwell time (ADT) approach are used to obtain sufficient conditions for the asymptotic stability of switched systems. Finally, two simulation examples are given to verify the effectiveness of the proposed method.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
怕黑的妖丽完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
冷艳傲松发布了新的文献求助10
1秒前
。。。伟完成签到,获得积分10
2秒前
yy111发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
2秒前
小二郎应助铁骨采纳,获得10
3秒前
Henry发布了新的文献求助10
3秒前
唉呀发布了新的文献求助30
4秒前
xing_xing应助Hexagram采纳,获得20
5秒前
6秒前
嘻嘻哄哄完成签到,获得积分10
6秒前
AAA小狗零售代理完成签到,获得积分10
6秒前
sheryl发布了新的文献求助10
7秒前
隐形曼青应助慈祥的凡之采纳,获得10
8秒前
8秒前
FashionBoy应助有魅力的雨雪采纳,获得10
8秒前
失约于月光应助蟹蟹采纳,获得10
8秒前
dusai发布了新的文献求助10
9秒前
wuwa完成签到,获得积分0
9秒前
谦让小鸽子完成签到,获得积分10
10秒前
大胆的涵柏完成签到 ,获得积分10
10秒前
青鸟发布了新的文献求助10
11秒前
chron发布了新的文献求助30
12秒前
13秒前
沙漏发布了新的文献求助30
14秒前
15秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
东方元语应助科研通管家采纳,获得20
16秒前
张欢馨应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
woshi123应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得20
17秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
墨琼琼应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
ZHIQIN完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Römisch-Germanische Forschungen 1000
The Oxford Handbook of Digital Classical Studies 550
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7617858
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9193058
关于积分的说明 19702649
捐赠科研通 7190303
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3272065
关于科研通互助平台的介绍 2434831
邀请新用户注册赠送积分活动 2267208