Control Óptimo-L2 Basado en Red Mediante Funcionales de Lyapunov-Krasovskii

Abstract

En el presente trabajo se estudia el control óptimo con rechazo de perturbaciones L2 para sistemas lineales controlados a través de red. En estos sistemas el lazo de control se cierra utilizando una red de comunicaciones. Entre los problemas que introduce la red se encuentran posibles retrasos, en general aleatorios, así como pérdidas de paquetes. Desde un enfoque basado en funcionales de Lyapunov- Krasovskii (LKF) se aborda el diseño de controladores óptimos que, dado un nivel deseado de atenuación de perturbaciones, estabilicen el sistema minimizando a su vez un funcional de coste. En el artículo se desarrolla, en primer lugar, una formulación y solución general para el problema. Posteriormente, se resuelve para un funcional de Lyapunov-Krasovskii particular. El comportamiento de los controladores obtenidos se compara con el dado por un control clásico LQR en un escenario de control de distancia en carretera.

This paper deals with the problem of optimal control design for linear network control systems (NCS) with L2-gain disturbance rejection. Networked control systems close the control loop using a communication network, that usually accounts for network-induced delays and packet dropouts. Resorting to Lyapunov Krasovskii functionals (LKF), the problem of stabilization of NCS with joint performance index optimization and L2- gain disturbance rejection is addressed. The paper initially develops a general solution for the problem, then an specific LKF is particularized to provide a solution in terms of linear matrix inequalities. Performance of the proposed control structure is shown by simulations comparing with LQR control on an intervehicle distance regulation problem.