Synthesis of static output feedback control laws subject to feasibility the kimura condition

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

A lot of control tasks, such as, for example, the synthesis of static output feedback, are expressed in the form of bilinear matrix inequalities. Solving such tasks based on iterative algorithms attended with considerable time, especially in the case of large-scale systems. If no solution is found for the initial values, then repeating calculations with different initial values does not guarantee success. The reason is the non-convexity of the feasible sets. The article investigates the possibility of bilinear matrix inequalities reducing to linear matrix inequalities by replacing of Lyapunov function matrix arbitrary to block-diagonal matrix. A sufficient condition for such a replacing is Kimura condition feasibility. It is proved that the necessary conditions for the linear matrix inequality feasibility are satisfied by two linear non-generate transformations of the system basis. To the synthesis problem investigating within the framework of linear matrix inequalities computational experiments were performed, in which 1000 linear systems were randomly generated. Based on the results of computational experiments, a hypothesis is proposed according to which the Kimura condition is a sufficient condition for bilinear matrix inequalities reducing to linear matrix inequalities with nonempty feasible sets.

About the authors

Aleksey Valer'evich Mukhin

Lobachevsky State University

Email: muhin-aleksei@yandex.ru
Nizhny Novgorod

References

  1. 1. БАЛАНДИН Д.В., КОГАН М. М. Синтез регуляторов на основе решения линейных матричных неравенств и алго-ритма поиска взаимно-обратных матриц // Автоматика и телемеханика. – 2005. – №1. – С. 82–99.2. ШУМАФОВ М.М. Стабилизация линейных систем управления. Проблема назначения полюсов. Обзор // Вестник СПбГУ. Математика. Механика. Астрономия. – 2019. – Т. 6(64). – Вып. 4. – С. 564–591.3. ЧАЙКОВСКИЙ М.М. Синтез анизотропийных субо-птимальных регуляторов заданного порядка на основе полуопределенного программирования и алгоритма по-иска взаимообратных матриц // Управление большими системами. – 2012. – Вып. 39. – С. 95–137.4. APKARIAN P., TUAN H. D. Robust control via concave minimization local and global algorithms // IEEE Trans. Au-tomat. Control. – 2000. – Vol. 45, No. 2. – P. 299–305.5. EL GHAOUI L., GAHINET P. Rank minimization under LMI constraints: a framework for output feedback problems // Proc. Eur. Control Conf. Groningen. – 1993. – P. 1176–1179.6. ELIAS A. A Novel relaxation of the static output feedback problem for a class of plants // Automatica. – 2023. – No. 158. – P. 111285–111290.7. ELIAS A., POCCINI J., PAPACHRISTODOULOU A. Static Output Feedback for a Certain Class of Systems of Order Four // European Control Conf. (ECC). – 2024. – P. 2586–2592.8. EREMENKO A., GABRIELOV A. Pole placement by static output feedback for generic linear system // SIAM J. Control Optim. – 2002. – Vol. 41. – P. 303–312.9. GOH K.-C., SAFONOV M.G., PAPAVASSILOPOLUS G.P. A global optimization approach for the BMN problem // Proc. of the IEEE Conf. on Decision and Control. – IEEE Press, Piscataway, NJ. – 1994. – P. 2009–2014.10. HASSIBI A., HOW J., BOYD S. A path following method for solving BMI problems in control // Proc. of American Con-trol Conf. – 1999. – Vol. 2. – P. 1385–1389.11. HENRION D., LOEFBERG J., KOCVARA M. et al. Solving polynomial static output feedback problems with PENBMI // Proc. Joint IEEE Conf. Decision Control and Europ. Control Conf. – 2005. – P. 7581–7586.12. IWASAKI T. The dual iteration for fixed order control // IEEE Trans. Automat. Control. – 1999. – Vol. 44, No. 4. – P. 783–788.13. IWASAKI T., SKELTON R. E. The XY-centering algorithm for the dual LMI problem: a new approach to fixed order control design // Int. Journal of Control. – 1995. – Vol .62, No. 6. – P. 1257–1272.14. IWASAKI T., SKELTON R.E. Parameterization of all stabi-lizing controllers via quadratic Lyapunov functions // J. Op-tim. Theory Appl. – 1995. – Vol. 77. – P. 291–307.15. KIMURA H. On pole placement by gain output feedback // IEEE Trans. Automat. Control. –1975. – Vol. 20. – P. 509–519.16. MUSHTAQ T., SEILER P., HEMATI M. S. On the convexity of static output feedback control synthesis for systems with lossless nonlinearities // Automatica. – 2024. – No. 159. – P. 111380–111385.17. RODRIGUES L. From LQR to Static Output Feedback: a New LMI Approach // Proc. of IEEE 61st Conf. on Decision and Control. – 2022. – P. 4878–4883.18. RӦBENACK K., VOSWINKEL R., FRANKE MIRCO et al. Stabilization by static output feedback: a quantifier elimina-tion approach // Proc. Int. Conf. Syst. Theory, Control, Computing (ICSTCC-2018). – 2018. – P. 715–721.19. SADABADI M.S., PEAUCELLE D. From static output feed-back to structured robust static output feedback: A survey // Annual Reviews in Control. – 2016. –Vol. 42. –P. 11–26.20. TOKER O., OZBAY H. On the NP hardness of solving bilin-ear matrix inequalities and simultaneous stabilization with static output feedback // Proc. of the American Control Conf. – 1995. – Vol.4. – P. 2525–2526.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».