不确定非线性系统的多速率规划与控制：模型预测控制与控制李雅普诺夫函数

现代控制系统必须在日益复杂的环境中运行，并受安全约束和输入限制，且常以分层方式实现，不同控制器以多个时间尺度运行。然而，传统的非线性控制器综合构造方法通常“扁平化”该层次结构，聚焦于单一时间尺度，从而限制了对整个系统约束满足提供严格保证的能力。本工作旨在通过一种多速率控制架构解决约束非线性系统的稳定问题。这是通过迭代地使用线性化模型和模型预测控制（MPC）为非线性系统规划连续参考轨迹，并利用全阶非线性模型与控制李雅普诺夫函数（CLFs）跟踪所述轨迹来实现的。通过贝塞尔曲线将这两层控制设计连接起来以确保约束满足，贝塞尔曲线能够通过规划离散点序列来规划满足约束的连续轨迹。我们的框架通过可有效求解的凸优化问题编码，如仿真所示。