توسعه ناحیه جذب سیستم های چندجمله‌ای با طراحی کنترل‌گر مبتنی بر مشاهده گر و تبدیل به مسئله برنامه ریزی sos

تخمین و توسعه ناحیه جذب سیستم های غیرخطی یکی از مباحث چالش برانگیز در حوزه کنترل است. در این مقاله به توسعه ناحیه جذب سیستم های چندجمله ای که دسته ای پرکاربرد از سیستم های غیرخطی هستند، پرداخته شده است. با طراحی کنترل‌گر فیدبک حالت مبتنی بر مشاهده گر (obc) ، پایداری سیستم حلقه بسته با وجود اشباع بر روی ورودی ، حول مبدا (نقطه تعادل سیستم) پایدار مجانبی گردیده است. به منظور رسیدن به ناحیه جذب وسیع تر حول نقطه تعادل، مسئله طراحی به یک مسئله بهینه سازی چندجمله ای های مجموع مربعات (sosp) دوخطی تبدیل شده است. مثال های عددی، کارایی کنترل‌گر مبتنی بر مشاهده گر طراحی شده را به منظور توسعه ناحیه جذب، نسبت به استفاده از فیدبک خروجی و در مواردی حتی نسبت به کنترل‌گر فیدبک حالت نشان می دهد.

enlargement of the domain of attraction of polynomial systems via observer-based controller design and transformation into an sos programming problem

estimating and expanding the domain of attraction for nonlinear systems is a challenging topic in the field of control. this paper addresses the development of the attraction domain for polynomial systems، a prevalent class of nonlinear systems. by designing a state feedback controller and an observer، the closed-loop stability of the system is achieved around the origin (system equilibrium point) in the presence of input saturation. to reach a broader attraction domain around the equilibrium point، the design problem is converted into a bilinear sos optimization problem. numerical examples demonstrate the performance of the designed observer-based controller in expanding the attraction domain، showing improvements over using output feedback and، in some cases، even compared to state feedback controllers