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
vavel发布了新的文献求助10
1秒前
不吃肥肉关注了科研通微信公众号
1秒前
cdercder的应助被RaeganWehe采纳,获得10
2秒前
隐形曼青的应助被pivot_literature采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
Nole的应助被dxy采纳,获得10
4秒前
可爱的函函的应助被万丈光芒采纳,获得10
4秒前
4秒前
6秒前
科研通AI6.2的应助被侯赛因采纳,获得10
7秒前
congxin完成签到,获得积分10
8秒前
善良乌完成签到,获得积分10
8秒前
寒战发布了新的文献求助10
9秒前
英姑的应助被HouKk采纳,获得10
11秒前
落寞纲发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
14秒前
14秒前
Criminology34的应助被wudu采纳,获得10
14秒前
16秒前
16秒前
多吃VC发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
20秒前
呆萌的源智完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
23秒前
25秒前
Dr大壮发布了新的文献求助10
25秒前
wu完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
Lingeek的应助被xiao采纳,获得30
26秒前
cdercder的应助被RaeganWehe采纳,获得10
27秒前
孙子钊发布了新的文献求助10
29秒前
洁净思枫发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
ABCDE2026的应助被FZ采纳,获得50
30秒前
小黑米完成签到,获得积分20
30秒前
不吃肥肉发布了新的文献求助30
30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
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Issues in Task-Based Language Teaching 500
Wafer Surface Defect 420
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7784340
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9323672
关于积分的说明 20395030
捐赠科研通 7373138
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3320990
关于科研通互助平台的介绍 2468986
邀请新用户注册赠送积分活动 2337268