Métricas de contracción de control virtual: diseño de retroalimentación no lineal convexa a través de incrustación de comportamiento

Resumen Este artículo presenta un enfoque sistemático para el diseño de control de retroalimentación de estado no lineal que tiene tres principales ventajas: (i) asegura estabilidad exponencial y rendimiento de ganancia con respecto a un conjunto de trayectorias de referencia definidas por el usuario, (ii) proporciona condiciones constructivas basadas en optimización convexa y una realización de control basada en integrales de trayectoria, y (iii) es menos restrictivo que enfoques similares anteriores. En el enfoque propuesto, primero se construye una representación virtual de la dinámica no lineal para la cual se genera una incrustación de comportamiento (dependiente de parámetros). Luego, al introducir una métrica de contracción de control virtual, se deriva una formulación de síntesis de control convexa. Finalmente, se calcula una realización de control con un generador de referencia virtual, que está garantizado para lograr estabilidad exponencial y rendimiento de ganancia para todas las trayectorias del comportamiento de referencia objetivo. Mostramos que la metodología propuesta es una generalización unificada de las dos categorías distintas de enfoques de control de retroalimentación de estado de parámetros lineales variables (LPV): métodos globales y locales. Además, proporciona garantías rigurosas de estabilidad y rendimiento como método para el control de seguimiento no lineal, mientras que tales propiedades no están garantizadas para el control de seguimiento utilizando enfoques LPV estándar. El código está disponible en https://github.com/ruigangwang7/VCCM.