Event-triggered MPC Design for Distributed Systems With Network Communications

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分类专栏： MPC ET-MPC 文章标签：自动化

于 2022-03-31 19:12:36 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/hardworkers21/article/details/123873253

Abstract：

1）解决问题：分布式系统中的通信问题，其中无线网络中电池电量有限以及在节点间冗余传输（redundant transmission）

2）提出方法：ET-MPC

目的：在保证系统性能的同时减少不必要的通信

一方面，对于线性离散时不变系统，基于李雅普诺夫稳定性推导了触发条件。这里，为了进一步降低通信速率，我们仅当Lyapunov函数在最后一次触发时超过其值时才强制执行触发条件，但保证平均降低。

另一方面，通过最小化和优化最大控制不变集和目标终端集之间的终端约束集，保证了算法的可行性。最后，通过仿真验证了理论结果。结果表明，该策略在闭环系统性能和通信速率之间取得了良好的平衡。

I. INTRODUCTION、

1)无线网络与分布式控制相结合对控制设计是challenge发现问题：

（1）分布式系统中每个局部控制器不仅基于自身的信息，而且基于他人共享的信息来决定其当前的控制行为，以提高整体性能。动态交互导致大量信息通过网络传输，尤其是在使用迭代算法[1]，[2]时。增加了对网路的需求。

（2）电池供电有限、带宽有限的无线节点无法承受大规模传输负载，可能导致网络中断，导致系统性能下降

节点之间的数据传输比处理的能耗高得多，接收和空闲状态下的能量消耗与传输中的能量消耗具有相同的数量级[3]。

2）思路idea：设计保证性能的同时降低通信速率

对比传统MPC是时间触发、周期性的；ET-MPC发生事件才执行任务，优点：避免了不必要的通信，实现了系统性能和资源利用率之间的良好平衡

3）作者介绍一下都读了啥相关论文：

事件触发控制（ET）：

[4] W. P. M. H. Heemels, K. H. Johansson, and P. Tabuada,“An introduction to event-triggered and self-triggered control,” in Proc. 2012 IEEE 51s Annu. Conf. Decision and Control, Maui, USA, 2012, pp. 3270−3285.
[5] T. F. Liu and Z. P. Jiang,“A small-gain approach to robust event-triggered control of nonlinear systems,” IEEE Trans. Automat. Control,vol. 60, no. 8, pp. 2072−2085, Aug. 2015.非线性连续系统的小增益定理，提出了一种设计触发条件的新方法（有空看看）
[6] T. F. Liu and Z. P. Jiang,“Event-based control of nonlinear systems withpartial state and output feedback,” Automatica, vol. 53, pp. 10−22, Mar.2015.

。。。

ET-MPC：

[13] Y. Iino, T. Hatanaka, and M. Fujita,“Event-predictive control for energy saving of wireless networked control system,” in Proc. American Control Conf., St. Louis, USA, 2009, pp.2236−2242.
[14] W. K. Wojsznis, T. Blevins, and M. J. Nixon,“Model predictive controlwith event driven operation,” in Proc. 2015 Int. Conf. Event-basedControl, Communication, and Signal Processing, Krakow, Poland, 2015,pp. 1−6.
[15] D. Bernardini and A. Bemporad,“Energy-aware robust model predictivecontrol based on noisy wireless sensors,” Automatica, vol. 48, no. 1, pp.36−44, Jan. 2012.
[16] H. P. Li and Y. Shi,“Event-triggered robust model predictive controlof continuous-time nonlinear systems,” A