Dissertação

A Step Towards Distributed Control of Massive-scale Networks EVALUATED

A estabilização de um sistema dinâmico implica conduzi-lo a um ponto de operação pretendido, após ter sofrido uma perturbação momentânea. O sistema é estabilizado pelo controlador: um dispositivo que, através de sensores observa o estado do sistema e, através de actuadores age sobre o mesmo. No caso centralizado, o controlador tem acesso ao estado completo. Esta hipótese é razoável para sistemas pouco complexos mas nas aplicações actuais - rede energética, tráfego urbano, controlo de epidemias, veículos robóticos - deixa de se verificar. Assim sendo, no caso distribuído o controlador deve agir tendo em conta informação parcial. Esta mudança, reflecte-se matematicamente num padrão de esparsidade imposto no controlador. No caso centralizado o problema pode ser resolvido usando optimização convexa contudo, considerando esparsidade o problema torna-se não convexo e NP difícil. Nesta dissertação estudam-se três problemas: (1) desenho centralizado de controladores esparsos e estabilizadores, usando heurísticas para o problema não convexo; (2) desenho de esparsidades que aumentam a estabilidade do sistema em malha fechada; (3) desenho distribuído de controladores esparsos e estabilizadores. Para (1) os nossos métodos conseguem estabilizar 40%-77% de sistemas com esparsidades de 50%, isto é, com metade dos graus de liberdade. Relativo a (2) conseguimos desenhar esparsidades que aumentam em 28% a percentagem de estabilização, face a um desenho puramente aleatório. Referente a (3), desenhámos um algoritmo distribuído com garantias teóricas de performance, à custa de considerarmos sistemas puramente positivos.
Estabilização Esparsa, Estabilização Distribuída, Desenho de Esparsidade, Desigualdades matriciais lineares, Desigualdades matriciais bilineares

Junho 11, 2018, 0:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

João Manuel de Freitas Xavier

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado