迈向理解非线性动态系统中的传感器与控制节点选择：Lyapunov 理论邂逅分支定界
系统与控制
2022-05-05 v3 系统与控制
最优化与控制
摘要
传感器与执行器选择问题(SASP)是动态系统设计与控制中的核心问题之一。这些问题对应于确定传感器(测量)或执行器(控制节点)的最优选择，从而能够实现特定的估计/控制目标。尽管关于 SASP 的文献确实源远流长，但绝大多数工作聚焦于网络动力学的线性(化)表示，导致所布置的传感器或执行器(SA)仅对受限运行区域有效。作为替代，本文提出一个用于解决非线性动态系统(NDS)中 SASP 的新通用框架，假设输入与输出同非线性动力学线性耦合。这通过以下方式研究：(i) 将 NDS 分类并参数化为各类非线性函数集，(ii) 利用丰富的 Lyapunov 理论公式，以及 (iii) 设计一种利用 SASP 问题结构的新定制分支定界(BnB)算法。新设计的 BnB 例程比标准例程在计算上更具吸引力，且也可直接应用于求解线性系统的 SASP。与文献中的当代方法不同，我们的方法适用于为稳定/不稳定 NDS 寻找最优 SA 组合，其通过简单的线性反馈控制策略确保估计误差与闭环动力学的稳定性。
引用
@article{arxiv.2012.14020,
title = {Towards Understanding Sensor and Control Nodes Selection in Nonlinear Dynamic Systems: Lyapunov Theory Meets Branch-and-Bound},
author = {Sebastian A. Nugroho and Ahmad F. Taha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.14020},
year = {2022}
}