Switched control via static output feedback for uncertain LTI systems

Abstract

The switched static output feedback control applied to uncertain linear time-invariant (LTI) systems is addressed in this work.The approach chosen for the design of static output feedback (SOF) gains is based on the two-stage method, which consists in obtaining a state feedback gain matrix which is then used as an input parameter for the design of the desired static output feedback gain at the second stage. The solution for the investigated problems is presented in terms of linear matrix inequalities (LMIs), obtained by means of the application of the Finsler’s Lemma. The method proposed was applied on the design of controllers for an active suspension system. In the practical experiments the dynamic performance achieved with the implementation of the derived controllers attests to the potential of the proposed strategy for designing switched static output feedback controllers. The obtained results are compared with a robust static output feedback controller design.

Este trabalho aborda o controle chaveado via realimentação estática de saída aplicado à sistemas lineares incertos invariantes no tempo (no inglês, linear time-invariant - LTI). O projeto de controle chaveado via realimentação estática de saída (no inglês, static output feedback, SOF) apresentado neste trabalho é baseado no método dos dois estágios, o qual consiste em primeiramente obter um ganho de realimentação de estado ou das variáveis de estado, e então, utilizá-lo como entrada no segundo estágio para obter os ganhos de realimentação estática de saída desejado. As soluções para os problemas investigados são apresentadas na forma de desigualdades matriciais lineares (no inglês, linear matrix inequalities, LMIs), obtidas por meio da aplicação do Lema de Finsler. Adicionalmente, a solução proposta é aplicada no projeto de controladores para um sistema de suspensão ativa. Nos experimentos práticos a performance dinâmica alcançada com a aplicação dos controladores projetados atesta o potencial do método proposto de controladores chaveado via realimentação estática de saída. Os resultados obtidos foram comparados com técnicas de controle robusto via realimentação estática de saída.