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1. Robust switching control design for uncertain discrete-time switched affine systems

Author: Antonio Ventosa-Cutillas, Carolina Albea Sanchez, Francisco Gordillo, Alexandre Seuret, Departamento de Ingenieria de Sistemas y Automatica [Sevilla] (ISA), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, ANR-18-CE40-0022,HISPALIS,Systèmes multi-agents hybrides auto-ajustés pour microgrids(2018), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Departamento de Ingenieria de Sistemas y Automatica [Sevilla] ( ISA ), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Lyapunov function, 0209 industrial biotechnology, Discretization, Computer science, Lyapunov analysis, General Chemical Engineering, Biomedical Engineering, Aerospace Engineering, 02 engineering and technology, Industrial and Manufacturing Engineering, symbols.namesake, 020901 industrial engineering & automation, Control theory, Simple (abstract algebra), [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, [ INFO.INFO-AU ] Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electrical and Electronic Engineering, LMI, Mechanical Engineering, Linear matrix inequality, Converters, Discrete time and continuous time, Control and Systems Engineering, symbols, 020201 artificial intelligence & image processing, Affine transformation, Robust control, Discrete-time switched affine systems, robust control
Abstract: International audience; This paper deals with the design of new periodic switching control laws for high frequency DC-DC converters. The contributions are twofolds. On a first hand, the DC-DC converter model is rewritten as a periodic switched affine system thanks to a $\delta$-operator formulation, which represents an efficient framework for the numerical discretization at high frequencies. On a second hand, three different control laws are provided, the first one being the usual Lyapunov-based control law and the two others being relaxed versions of this first solution. The benefits of these two new control laws over the usual Lyapunov-based one are demonstrated on a simple example.
Published: 2020

2. Stability analysis of linear impulsive delay dynamical systems via looped-functionals

Author: Sophie Tarbouriech, Alexandre Seuret, Alfonso Baos, Miguel A. Dav, Frédéric Gouaisbaut, SYSCO ( GIPSA-SYSCO ), Département Automatique ( GIPSA-DA ), Grenoble Images Parole Signal Automatique ( GIPSA-lab ), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Grenoble Images Parole Signal Automatique ( GIPSA-lab ), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Departamento de Informática y Sistemas [Murcia] ( Modelum ), Universidad de Murcia, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Departamento de Informática y Sistemas [Murcia] (Modelum), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Dynamical systems theory, Discrete dynamics, 02 engineering and technology, Linear matrix, Base (topology), Stability (probability), [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, 020901 industrial engineering & automation, Exponential stability, Computer Science::Systems and Control, Control and Systems Engineering, Control theory, [ SPI.AUTO ] Engineering Sciences [physics]/Automatic, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, Electrical and Electronic Engineering, Mathematics
Abstract: International audience; This article investigates the asymptotic stability of impulsive delay dynamical systems (IDDS) by using the Lyapunov-Krasovskii method and looped-functionals. The proposed conditions reduce the conservatism of the results found in the literature by allowing the functionals to grow during both the continuous dynamics and the discrete dynamics. Sufficient conditions for asymptotic stability in the form of linear matrix inequalities (LMI) are provided for the case of impulsive delay dynamical systems with linear and time-invariant (LTI) base systems (non-impulsive actions). Several numerical examples illustrate the effectiveness of the method.
Published: 2017

3. VOLUME OF SUBLEVEL SETS OF HOMOGENEOUS POLYNOMIALS

Author: Lasserre, Jean B., Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, European Project: 666981,H2020,ERC-2014-ADG,TAMING(2015), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] (LAAS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique [Toulouse] (INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique [Toulouse] (INP), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), and European Project : 666981,H2020,ERC-2014-ADG,TAMING ( 2015 )
Subjects: [ MATH.MATH-OC ] Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], 0211 other engineering and technologies, 010103 numerical & computational mathematics, 02 engineering and technology, Lebesgue integration, [INFO.INFO-CG]Computer Science [cs]/Computational Geometry [cs.CG], 01 natural sciences, Combinatorics, symbols.namesake, FOS: Mathematics, 0101 mathematics, Mathematics - Optimization and Control, Eigenvalues and eigenvectors, Mathematics, Semidefinite programming, Sequence, Level set (data structures), 021103 operations research, Algebra and Number Theory, Applied Mathematics, Computational geometry, Optimization and Control (math.OC), Homogeneous polynomial, [ INFO.INFO-CG ] Computer Science [cs]/Computational Geometry [cs.CG], symbols, Geometry and Topology, [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Volume (compression)
Abstract: International audience; Consider the sub level set K := {x : g(x) ≤ 1} where g is a positive and homogeneous polynomial. We show that its Lebesgue volume can be approximated as closely as desired by solving a sequence of generalized eigenvalue problems with respect to a pair of Hankel matrices of increasing size, and whose entries are obtained in closed form.
Published: 2019

4. Stability analysis of a system coupled to a heat equation

Author: Lucie Baudouin, Frédéric Gouaisbaut, Alexandre Seuret, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, ANR-15-CE23-0014,SCIDIS,Stabilité et commande de systèmes de dimension infinie(2015), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ), and ANR : 15-CE23-0014,SCIDIS,Stability and Control of Infinite DImensional Systems
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Polynomial, Stability (learning theory), 02 engineering and technology, Bessel inequality, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, Mathematics - Analysis of PDEs, [ MATH.MATH-AP ] Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], 020901 industrial engineering & automation, Distributed parameter system, [ SPI.AUTO ] Engineering Sciences [physics]/Automatic, ComputingMethodologies_SYMBOLICANDALGEBRAICMANIPULATION, FOS: Mathematics, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Applied mathematics, [MATH.MATH-AP]Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], Electrical and Electronic Engineering, Energy functional, Mathematics, heat equation, 020208 electrical & electronic engineering, Lyapunov functional, Stability conditions, Control and Systems Engineering, Ordinary differential equation, polynomial approximation, Heat equation, Bessel's inequality, Analysis of PDEs (math.AP)
Abstract: International audience; As a first approach to the study of systems coupling finite and infinite dimensional natures, this article addresses the stability of a system of ordinary differential equations coupled with a classic heat equation using a Lyapunov functional technique. Inspired from recent developments in the area of time delay systems, a new methodology to study the stability of such a class of distributed parameter systems is presented here. The idea is to use a polynomial approximation of the infinite dimensional state of the heat equation in order to build an enriched energy functional. A well known efficient integral inequality (Bessel inequality) will allow to obtain stability conditions expressed in terms of linear matrix inequalities. We will eventually test our approach on academic examples in order to illustrate the efficiency of our theoretical results.
Published: 2019

5. Inner approximations of the maximal positively invariant set for polynomial dynamical systems

Author: Antoine Oustry, Matteo Tacchi, Didier Henrion, Laboratoire d'informatique de l'École polytechnique [Palaiseau] (LIX), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Réseau de Transport d'electricite (RTE), Réseau de Transport d'Electricité [Paris] (RTE), Faculty of Electrical Engineering [Prague] (FEL CTU), Czech Technical University in Prague (CTU), European Project: 666981,H2020,ERC-2014-ADG,TAMING(2015), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] (LAAS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique [Toulouse] (INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique [Toulouse] (INP), Réseau de Transport d'Electricité-RTE, Czech Technical University in Prague, Faculty of Electrical Engineering, Department of Control Engineering, Laboratoire d'informatique de l'École polytechnique [Palaiseau] ( LIX ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -École polytechnique ( X ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ), and Réseau de Transport d'electricite ( RTE )
Subjects: [ MATH.MATH-OC ] Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], 0209 industrial biotechnology, Control and Optimization, Dynamical systems theory, Approximations of π, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, Systems and Control (eess.SY), Electrical Engineering and Systems Science - Systems and Control, 020901 industrial engineering & automation, [INFO.INFO-SY]Computer Science [cs]/Systems and Control [cs.SY], FOS: Mathematics, FOS: Electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Mathematics - Optimization and Control, Mathematics, 021103 operations research, Polynomial vector fields, Mathematical analysis, Linear matrix inequality, Invariant (physics), Control and Systems Engineering, Optimization and Control (math.OC), [ INFO.INFO-SY ] Computer Science [cs]/Systems and Control [cs.SY], [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Finite time, Polynomial dynamical systems
Abstract: International audience; The Lasserre or moment-sum-of-square hierarchy of linear matrix inequality relaxations is used to compute inner approximations of the maximal positively invariant set for continuous-time dynamical systems with polynomial vector fields. Convergence in volume of the hierarchy is proved under a technical growth condition on the average exit time of trajectories. Our contribution is to deal with inner approximations in infinite time, while former work with volume convergence guarantees proposed either outer approximations of the maximal positively invariant set or inner approximations of the region of attraction in finite time.
Published: 2019
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6. Local Input-to-State Stabilization of 1-D Linear Reaction-Diffusion Equation with Bounded Feedback

Author: Tanwani, Aneel, Marx, Swann, Prieur, Christophe, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), SYSCO ( GIPSA-SYSCO ), Département Automatique ( GIPSA-DA ), Grenoble Images Parole Signal Automatique ( GIPSA-lab ), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Grenoble Images Parole Signal Automatique ( GIPSA-lab ), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), ANR-17-CE40-0019,ConVan,Contrôle des Systèmes Interconnectés sous Contraintes en Utilisant l'Analyse Variationelle(2017), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Boundary controlled PDEs, input-to-state stability, 93D09, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Lyapunov methods AMS Classification Codes— 93C20, [ INFO.INFO-AU ] Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, bounded feedback, 93D05
Abstract: International audience; The problem of robust stabilization with bounded feedback control is considered for a scalar reaction-diffusion system with uncertainties in the dynamics. The maximum value of the control input acting on one of the boundary points has to respect a given bound at each time instant. It is shown that, if the initial condition and the disturbance satisfy the certain bounds (computed as a function of the bound imposed on the control input), then the proposed control respects the desired saturation level and renders the closed-loop system locally input-to-state stable, that is, the trajectories with certain bound on the initial condition converge to a ball parameterized by certain norm of the disturbance.
Published: 2018

7. Optimal control problems with oscillations, concentrations and discontinuities

Author: Tillmann Weisser, Didier Henrion, Martin Kružík, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institute of Information Theory and Automation of the Czech Academy of Sciences (UTIA / CAS), Czech Academy of Sciences [Prague] (CAS), European Project: 666981,H2020,ERC-2014-ADG,TAMING(2015), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institute of Information Theory and Automation, Academy of Sciences of the Czech Republic, and European Project : 666981,H2020,ERC-2014-ADG,TAMING ( 2015 )
Subjects: [ MATH.MATH-OC ] Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Semidefinite programming, 0209 industrial biotechnology, Hierarchy (mathematics), Numerical analysis, 020208 electrical & electronic engineering, 02 engineering and technology, State (functional analysis), Classification of discontinuities, Optimal control, Signal, functional analysis, Discontinuity (linguistics), optimal control, 020901 industrial engineering & automation, Optimization and Control (math.OC), Control and Systems Engineering, FOS: Mathematics, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Applied mathematics, [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Electrical and Electronic Engineering, optimization, Mathematics - Optimization and Control, Mathematics
Abstract: International audience; Optimal control problems with oscillations (chattering controls) and concentrations (impulsive controls) can have integral performance criteria such that concentration of the control signal occurs at a discontinuity of the state signal. Techniques from functional analysis (anisotropic parametrized measures) are applied to give a precise meaning of the integral cost and to allow for the sound application of numerical methods. We show how this can be combined with the Lasserre hierarchy of semidefinite programming relaxations.
Published: 2018

8. New model transformations for the stability analysis of time-delay systems

Author: Alexandre Seuret, Lucie Baudouin, Mohammed Safi, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Lyapunov stability, 0209 industrial biotechnology, Time-delay systems, Partial differential equation, Discretization, 010102 general mathematics, Stability (learning theory), Linear matrix inequalities, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Projection (linear algebra), [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, Stability conditions, Transport equation, 020901 industrial engineering & automation, Control and Systems Engineering, Ordinary differential equation, [ SPI.AUTO ] Engineering Sciences [physics]/Automatic, Applied mathematics, Model transformations, Integral inequalities, 0101 mathematics, Legendre polynomials, Mathematics
Abstract: International audience; This paper deals with the stability analysis of time delay systems based on continuous-time approach. The originality of the present paper relies on the construction of several models for a same time-delay systems using the interconnection of an ordinary differential equation and a transport partial differential equation. The stability analysis is then performed using a Lyapunov functional. These models are constructed in order to first reduce potentially the complexity of the resulting stability conditions. Second several models are build in order to be interpreted as a discretization scheme as the one usually used in the Lyapunov functional. The proposed result can be seen as a generalized (N − M) discretization which consists in both a time-discretization of the delay interval into M sub-intervals, and the projection of the state function within each sub-interval on the Legendre polynomials of degree less than N. The efficiency of this novel approach is illustrated on an academic example.
Published: 2018

9. Lyapunov stability analysis of a system coupled to a hyperbolic PDE with potential

Author: Lucie Baudouin, Alexandre Seuret, Mohammed Safi, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Lyapunov function, Lyapunov stability, 0209 industrial biotechnology, Linear matrix inequality, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, 010101 applied mathematics, symbols.namesake, 020901 industrial engineering & automation, Ordinary differential equation, [ SPI.AUTO ] Engineering Sciences [physics]/Automatic, symbols, Applied mathematics, Bessel's inequality, 0101 mathematics, Convection–diffusion equation, Legendre polynomials, Hyperbolic partial differential equation, Mathematics
Abstract: International audience; This work deals with a stability problem for a system coupling an ordinary differential equation to a linear vectorial hyperbolic transport equation with a potential term. Using the Lyapunov methodology , a novel approach for stability of the coupled ODE-PDE system is developed. This methodology leads to a linear matrix inequality criteria while exploiting Bessel inequality and Legendre polynomials. To demonstrate the efficiency of this technique, the obtained criteria are applied on academic example.
Published: 2018

10. Stability results for infinite-dimensional linear control systems subject to saturations

Author: Swann Marx, Yacine Chitour, Christophe Prieur, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ), Laboratoire des signaux et systèmes ( L2S ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), SYSCO ( GIPSA-SYSCO ), Département Automatique ( GIPSA-DA ), Grenoble Images Parole Signal Automatique ( GIPSA-lab ), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Grenoble Images Parole Signal Automatique ( GIPSA-lab ), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), iCODE Institute, research project of the IDEX Paris-Saclay, ANR-11-IDEX-0003-02/11-LABX-0056,LMH,LabEx Mathématique Hadamard ( 2011 ), European Project : 666981,H2020,ERC-2014-ADG,TAMING ( 2015 ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire des signaux et systèmes (L2S), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Mathematical analysis, Linear system, Linear control systems, Control space, Banach space, Hilbert space, 010103 numerical & computational mathematics, 02 engineering and technology, Stability result, 16. Peace & justice, 01 natural sciences, symbols.namesake, 020901 industrial engineering & automation, [ MATH.MATH-AP ] Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], Exponential stability, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, [ SPI.AUTO ] Engineering Sciences [physics]/Automatic, [ INFO.INFO-AU ] Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, symbols, [MATH.MATH-AP]Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], 0101 mathematics, Saturation (chemistry), Mathematics
Abstract: International audience; This article deals with the stability analysis and the derivation of ISS-Lyapunov functions for infinitedimensional linear systems subject to saturations. Two cases are considered: 1) the saturation acts in the same space as the control space; 2) the saturation acts in another space, especially a Banach space. For the first case, an explicit ISS-Lyapunov function can be derived. For the second case, we prove the global asymptotic stability of the origin when considering all weak solutions.
Published: 2018

11. Generalized reciprocally convex combination lemmas and its application to time-delay systems

Author: Frédéric Gouaisbaut, Kun Liu, Alexandre Seuret, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Beijing Institute of Technology ( BIT ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Beijing Institute of Technology (BIT), ANR-15-CE23-0014,SCIDIS,Stabilité et commande de systèmes de dimension infinie(2015), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Lemma (mathematics), Time-delay systems, Inequality, media_common.quotation_subject, Linear system, MathematicsofComputing_NUMERICALANALYSIS, 02 engineering and technology, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, 020901 industrial engineering & automation, Control and Systems Engineering, Generalized reciprocally convex lemmas, [ SPI.AUTO ] Engineering Sciences [physics]/Automatic, ComputingMethodologies_SYMBOLICANDALGEBRAICMANIPULATION, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Applied mathematics, 020201 artificial intelligence & image processing, Convex combination, Electrical and Electronic Engineering, Matrix inequalities, media_common, Mathematics
Abstract: International audience; Various efficient matrix inequalities have recently been proposed to deal with the stability analysis of linear systems with time-varying delays. This paper provides more insights on the relationship between some of them. We present an equivalent formulation of Moon et al.'s inequality, allowing us to discover strong links not only with the most recent and efficient matrix inequalities such as the reciprocally convex combination lemma and also its relaxed version but also with some previous inequalities such as the approximation inequality introduced in [14] or free-matrix-based inequality. More especially, it is proved that these existing inequalities can be captured as particular cases of Moon et al.'s inequality. Examples show the best tradeoff between the reduction of conservatism and the numerical complexity.
Published: 2018

12. Stable Model Predictive Strategy for Rendezvous Hovering Phases Allowing for Control Saturation

Author: Frederic Camps, Christophe Louembet, Paulo Ricardo Arantes Gilz, Mioara Joldes, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ), Service Informatique : Développement, Exploitation et Assistance ( LAAS-IDEA ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Service Informatique : Développement, Exploitation et Assistance (LAAS-IDEA), ANR-14-CE25-0018,Fast Relax,Approximation rapide et fiable(2014), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [ MATH.MATH-OC ] Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], 0209 industrial biotechnology, Computer science, Aerospace Engineering, 02 engineering and technology, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, Computer Science::Robotics, 020901 industrial engineering & automation, 0203 mechanical engineering, Control theory, [ SPI.AUTO ] Engineering Sciences [physics]/Automatic, Electrical and Electronic Engineering, Spacecraft rendezvous, Control saturation, 020301 aerospace & aeronautics, Control algorithm, Spacecraft, business.industry, Applied Mathematics, Hardware-in-the-loop simulation, Rendezvous, Optimal control, Model predictive control, Space and Planetary Science, Control and Systems Engineering, Physics::Space Physics, Astrophysics::Earth and Planetary Astrophysics, [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], business
Abstract: International audience; This paper presents a model predictive control strategy for the hovering phases of the impulsive spacecraft rendezvous problem producing a convergent sequence of relative trajectories, even under propellers saturation constraints. Adopting a linearized dynamics for the relative spacecraft dynamics , we present a parametrization of the relative trajectories. This parametrization and the constraints describing the hovering zones are employed in the formulation of the impulsive fuel-optimal control strategy, which is then proved to be stable. Numerical methods are proposed to solve the optimization problems characterizing each call of the controller. Finally, hardware-in-the-loop simulations using a synthesized LEON3 microprocessor and linear and disturbed nonlinear models for the relative dynamics are performed to assess the efficiency and robustness of the proposed approach.
Published: 2018

13. Hybrid Regional Stabilization of Linear Systems with Actuator Saturation and Multi-Rate Samplers

Author: Francesco Ferrante, Sophie Tarbouriech, Ricardo G. Sanfelice, GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Computer Engineering Department (UCSC Department of Computer Engineering), University of California [Santa Cruz] (UC Santa Cruz), University of California (UC)-University of California (UC), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), SYSCO ( GIPSA-SYSCO ), Département Automatique ( GIPSA-DA ), Grenoble Images Parole Signal Automatique ( GIPSA-lab ), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Grenoble Images Parole Signal Automatique ( GIPSA-lab ), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Université Grenoble Alpes ( UGA ), Computer Engineering Department ( UCSC Department of Computer Engineering ), University of California [Santa Cruz] ( UCSC ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), SYSCO (GIPSA-SYSCO), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), University of California [Santa Cruz] (UCSC), University of California-University of California, Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] (LAAS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), GIPSA - Systèmes non linéaires et complexité (GIPSA-SYSCO [2007-2015]), Département Automatique (GIPSA-DA [2007-2015]), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab [2007-2015]), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab [2007-2015]), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab [2007-2015]), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Subjects: 020301 aerospace & aeronautics, 0209 industrial biotechnology, Computer science, Linear system, Sampling (statistics), 02 engineering and technology, Stability (probability), Matrix (mathematics), 020901 industrial engineering & automation, 0203 mechanical engineering, Control theory, Hybrid system, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, [ INFO.INFO-AU ] Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Symmetric matrix, Actuator, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: This version corrects some typos in the published version.; International audience; Regional stability analysis of linear systems with multi-rate samplers and actuator saturation is studied. A hybrid controller is used to perform a fusion of measurements sampled at different times. In between sampling events, the controller behaves as a copy of the plant. When a new measurement is available, the controller state undergoes a jump. The resulting system is analyzed in a hybrid system framework. Sufficient conditions in the form of matrix inequalities are given to determine estimates of the basin of attraction of the closed-loop system. Finally, the effectiveness of the proposed methodology is shown in an example.
Published: 2018

14. Validated and numerically efficient Chebyshev spectral methods for linear ordinary differential equations

Author: Nicolas Brisebarre, Florent Bréhard, Mioara Joldes, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme ( LIP ), École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Arithmetic and Computing ( ARIC ), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme ( LIP ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), ANR-14-CE25-0018,Fast Relax,Fast Reliable Approximation ( 2014 ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Arithmetic and Computing (ARIC), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Preuves et Langages (PLUME), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-14-CE25-0018,Fast Relax,Approximation rapide et fiable(2014), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Polynomial, integral equations, [ INFO.INFO-NA ] Computer Science [cs]/Numerical Analysis [cs.NA], [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], 010103 numerical & computational mathematics, interval arithmetic, 01 natural sciences, Chebyshev filter, Interval arithmetic, Chebyshev series, Matrix (mathematics), rigorous computing, Approximation error, D-finite functions, quasi-Newton method, 0101 mathematics, Chebyshev equation, Mathematics, linear ordinary differential equations, Applied Mathematics, [INFO.INFO-AO]Computer Science [cs]/Computer Arithmetic, 010102 general mathematics, Mathematical analysis, Chebyshev iteration, [ INFO.INFO-SC ] Computer Science [cs]/Symbolic Computation [cs.SC], Spectral methods, [ INFO.INFO-MS ] Computer Science [cs]/Mathematical Software [cs.MS], fixed-point validation, Spectral method, Software
Abstract: International audience; In this work we develop a validated numerics method for the solution of linear ordinary differential equations (LODEs). A wide range of algorithms (i.e., Runge-Kutta, collocation, spectral methods) exist for numerically computing approximations of the solutions. Most of these come with proofs of asymptotic convergence, but usually, provided error bounds are non-constructive. However, in some domains like critical systems and computer-aided mathematical proofs, one needs validated effective error bounds. We focus on both the theoretical and practical complexity analysis of a so-called \emph{a posteriori} quasi-Newton validation method, which mainly relies on a fixed-point argument of a contracting map. Specifically, given a polynomial approximation, obtained by some numerical algorithm and expressed in Chebyshev basis, our algorithm efficiently computes an accurate and rigorous error bound. For this, we study theoretical properties like compactness, convergence, invertibility of associated linear integral operators and their truncations in a suitable coefficient space of Chebyshev series. Then, we analyze the almost-banded matrix structure of these operators, which allows for very efficient numerical algorithms for both numerical solutions of LODEs and rigorous computation of the approximation error. Finally, several representative examples show the advantages of our algorithms as well as their theoretical and practical limits.
Published: 2018

15. Analytical Solutions for Impulsive Elliptic Out-of-Plane Rendezvous Problem via Primer Vector Theory

Author: Aude Rondepierre, Denis Arzelier, Romain Serra, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Équipe Recherche Opérationnelle, Optimisation Combinatoire et Contraintes ( LAAS-ROC ), Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 ( IMT ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -PRES Université de Toulouse-Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Université Toulouse - Jean Jaurès ( UT2J ) -Université Toulouse 1 Capitole ( UT1 ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Recherche Opérationnelle, Optimisation Combinatoire et Contraintes (LAAS-ROC), Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 (IMT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), and Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [ MATH.MATH-OC ] Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], 0209 industrial biotechnology, 02 engineering and technology, linear equations of motion, fuel optimal space trajectories, 020901 industrial engineering & automation, 0203 mechanical engineering, Control theory, Simple (abstract algebra), Applied mathematics, Boundary value problem, Electrical and Electronic Engineering, Mathematics, Space rendezvous, impulsive maneuvers, 020301 aerospace & aeronautics, Spacecraft, business.industry, Rendezvous, primer vector theory, Aerodynamics, Optimal control, Control and Systems Engineering, [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Orbital rendezvous, business, Rendezvous problem
Abstract: International audience; This paper focuses on the fixed-time minimum-fuel out-of-plane rendezvous between close elliptic orbits of an active spacecraft, with a passive target spacecraft, assuming a linear impulsive setting. It is shown that the out-of-plane elliptic relative dynamics are simple enough to allow for an analytical solution of the problem reviewed. Indeed, the approach relies on the primer vector theory by writing down and directly solving the optimality necessary conditions. After analyzing the characteristics of the dynamics of the optimal primer vector candidates, the complete analytical optimal solution is obtained for arbitrary durations of the rendezvous and arbitrary boundary conditions.
Published: 2018

16. Positive functionals and Hessenberg matrices

Author: Mihai Putinar, Jean B. Lasserre, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 (IMT), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of California [Santa Barbara] (UC Santa Barbara), University of California (UC), European Project: 666981,H2020,ERC-2014-ADG,TAMING(2015), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of California [Santa Barbara] (UCSB), University of California, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 ( IMT ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -PRES Université de Toulouse-Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Université Toulouse - Jean Jaurès ( UT2J ) -Université Toulouse 1 Capitole ( UT1 ), University of California [Santa Barbara], and European Project : 666981,H2020,ERC-2014-ADG,TAMING ( 2015 )
Subjects: [ MATH.MATH-CV ] Mathematics [math]/Complex Variables [math.CV], Pure mathematics, Cubature formula, Normal matrices, Analyse Fonctionnelle, General Mathematics, [ MATH.MATH-FA ] Mathematics [math]/Functional Analysis [math.FA], Harmonic polynomial, [MATH.MATH-FA]Mathematics [math]/Functional Analysis [math.FA], 01 natural sciences, Measure (mathematics), Normal matrix, Dilation (operator theory), Matrix (mathematics), 0103 physical sciences, FOS: Mathematics, Matrix analysis, Complex Variables (math.CV), 0101 mathematics, Mathematics, Variable (mathematics), Mathematics - Complex Variables, Applied Mathematics, 010102 general mathematics, [MATH.MATH-CV]Mathematics [math]/Complex Variables [math.CV], Functional Analysis (math.FA), Hessenberg matrix, Hessenberg matrices, Mathematics - Functional Analysis, 47B20 65D32, 010307 mathematical physics
Abstract: Not every positive functional defined on bi-variate polynomials of a prescribed degree bound is represented by the integration against a positive measure. We isolate a couple of conditions filling this gap, either by restricting the class of polynomials to harmonic ones, or imposing the vanishing of a defect indicator. Both criteria offer constructive cubature formulas and they are obtained via well known matrix analysis techniques involving either the dilation of a contractive matrix to a unitary one or the specific structure of the Hessenberg matrix associated to the multiplier by the underlying complex variable., To appear in Proc. Amer. Math. Soc
Published: 2018
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17. Informatics in Control, Automation and Robotics: 13th International Conference, ICINCO 2016 Lisbon, Portugal, 29-31 July, 2016

Author: Madani, Kurosh, Peaucelle, Dimitri, Gusikhin, O., Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), SYNAPSE, Laboratoire Images, Signaux et Systèmes Intelligents ( LISSI ), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 ( UPEC UP12 ) -Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 ( UPEC UP12 ), Laboratoire Images, Signaux et Systèmes Intelligents (LISSI), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), FORD, Dearborn, Michigan, USA, parent, Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Subjects: [ INFO ] Computer Science [cs], [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, [ INFO.INFO-AU ] Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, [ INFO.INFO-RB ] Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO], [INFO.INFO-RB]Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO], [INFO]Computer Science [cs]
Abstract: International audience; The book addresses the latest advances in research and development in the field of informatics in control, robotics and automation. With more than twenty revised and extended articles covering the theoretical aspects as well as applications and their implementation, it offers a factual and well-balanced overview of the state of the art in the field. In addition, it highlights the trends in control of intelligent robots.The book is an up-to-date source of information and inspiration for researchers, engineers and PhD students.
Published: 2018

18. Lyapunov stability of a coupled ordinary differential system and a string equation with polytopic uncertainties

Author: BARREAU , Matthieu, Seuret , Alexandre, Gouaisbaut , Frédéric, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), ANR : 15-CE23-0014,SCIDIS,Stability and Control of Infinite DImensional Systems, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, ANR-15-CE23-0014,SCIDIS,Stabilité et commande de systèmes de dimension infinie(2015), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [ MATH.MATH-OC ] Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], [ MATH.MATH-AP ] Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], [MATH.MATH-AP]Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC]
Abstract: International audience; This chapter deals about the robust stability analysis of a coupled system made up of an uncertain ordinary differential system and a string equation. The main result states the robust exponential stability of this interconnected system subject to polytopic uncertainties. The Lyapunov theory transforms the stability analysis into the resolution of a set of linear matrix inequalities. They are obtained using projections of the infinite dimensional state onto the orthogonal basis of Legendre poly-nomials. The special structure of these inequalities is used to derive robust stability results. An example synthesizes the two main contributions of this chapter: an extended stability result and a robustness analysis. The example shows the efficiency of the proposed method.
Published: 2017

19. Solving Nonlinear Algebraic Loops Arising in Input-Saturated Feedbacks

Author: Franco Blanchini, Giulia Giordano, Francesco Riz, Luca Zaccarian, Dipartimento di Ingegneria Industriale [Trento], University of Trento [Trento], Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), and ANR-18-CE40-0010,HANDY,Systèmes Dynamiques Hybrides et en Réseau(2018)
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], Iterative methods, Control and Systems Engineering, Linear matrix inequalities, Heuristic algorithms, Software packages, Approximation algorithms, Simulation, Tuning, Electrical and Electronic Engineering, Computer Science Applications
Abstract: We propose a dynamic augmentation scheme for the asymptotic solution of the nonlinear algebraic loops arising in well-known input saturated feedbacks typically designed by solving linear matrix inequalities (LMIs). We prove that the existing approach based on dynamic augmentation, which replaces the static loop by a dynamic one through the introduction of a sufficiently small time constant, works under some restrictive sufficient well-posedness conditions, requiring the existence of a diagonal Lyapunov matrix. However it can fail in general, even when the algebraic loop is well-posed. Then, we propose a novel approach whose effectiveness is guaranteed whenever wellposedness holds. We also show how this augmentation allows preserving the guaranteed region of attraction with Lyapunovbased designs, as long as a gain parameter is sufficiently large. We finally propose an adaptive version of the scheme where this parameter is adjusted online. Simulation results show the effectiveness of the proposed solutions.
Published: 2023

20. Hybrid Control of Self-Oscillating Resonant Converters

Author: Nicola Zaupa, Luis Martínez-Salamero, Carlos Olalla, Luca Zaccarian, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Universitat Rovira i Virgili, Dipartimento di Ingegneria Industriale [Trento], University of Trento [Trento], Spanish Ministry of Science and Innovation (Grant Number: PID2019-111443RB-100), International Exchange Program of the University of Trento, Italy, ANR-18-CE40-0010,HANDY,Systèmes Dynamiques Hybrides et en Réseau(2018), ZAUPA, Nicola, and Systèmes Dynamiques Hybrides et en Réseau - - HANDY2018 - ANR-18-CE40-0010 - AAPG2018 - VALID
Subjects: [SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic, Control and Systems Engineering, Power electronics, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Electrical and Electronic Engineering, Stability of hybrid systems, Resonant converters, Power conversion, Lyapunov methods, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract: International audience; We describe parallel and series resonant converters via a unified set of input-dependent coordinates whose dynamics is intrinsically hybrid. We then propose a hybrid feedback showing a self-oscillating behavior whose amplitude and frequency can be adjusted by a reference input ranging from zero to π. For any reference value in that range we give a Lyapunov function certifying the existence of a unique nontrivial hybrid limit cycle whose basin of attraction is global except for the origin. Our results are confirmed by experimental results on a series resonant converter prototype.
Published: 2023

21. SONC optimization and exact nonnegativity certificates via second-order cone programming

Author: Magron, Victor, Wang, Jie, Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 (IMT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), ANR-18-ERC2-0004,COPS,Optimisation garantie pour la vérification des systèmes cyber-physiques(2018), ANR-19-P3IA-0004,ANITI,Artificial and Natural Intelligence Toulouse Institute(2019), European Project: 813211,H2020-EU.1.3. - EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions (Main Programme), H2020-EU.1.3.1. - Fostering new skills by means of excellent initial training of researchers ,10.3030/813211,POEMA(2019), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, and European Project: 813211,H2020,POEMA(2019)
Subjects: FOS: Computer and information sciences, Computer Science - Symbolic Computation, Algebra and Number Theory, MathematicsofComputing_NUMERICALANALYSIS, Symbolic Computation (cs.SC), sum of binomial squares, exact nonnegativity certificate, Mathematics - Algebraic Geometry, Computational Mathematics, rounding-projection algorithm, Optimization and Control (math.OC), sum of nonnegative circuit polynomials, second-order cone programming, polynomial optimization, ComputingMethodologies_SYMBOLICANDALGEBRAICMANIPULATION, FOS: Mathematics, second-order conerepresentation, [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Algebraic Geometry (math.AG), Mathematics - Optimization and Control
Abstract: The second-order cone (SOC) is a class of simple convex cones and optimizing over them can be done more efficiently than with semidefinite programming. It is interesting both in theory and in practice to investigate which convex cones admit a representation using SOCs, given that they have a strong expressive ability. In this paper, we prove constructively that the cone of sums of nonnegative circuits (SONC) admits a SOC representation. Based on this, we give a new algorithm for unconstrained polynomial optimization via SOC programming. We also provide a hybrid numeric-symbolic scheme which combines the numerical procedure with a rounding-projection algorithm to obtain exact nonnegativity certificates. Numerical experiments demonstrate the efficiency of our algorithm for polynomials with fairly large degree and number of variables., 29 pages, 7 tables, 6 figures, extended version of the article published in the proceedings of ISSAC 2020. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1906.06179
Published: 2023

22. Data-driven stabilization of input-saturated systems

Author: Valentina Breschi, Luca Zaccarian, Simone Formentin, Control Systems, Eindhoven University of Technology [Eindhoven] (TU/e), Dipartimento di Ingegneria Industriale [Trento], University of Trento [Trento], Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Dipartimento di Electtronica, Informazione e Bioingegneria [Politecnico Milano] (POLIMI), Politecnico di Milano [Milan] (POLIMI), and ANR-18-CE40-0010,HANDY,Systèmes Dynamiques Hybrides et en Réseau(2018)
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], Control and Optimization, Data-driven control, Control and Systems Engineering, input saturation, Linear systems, State feedback, Lyapunov methods
Abstract: International audience; We provide a data-driven stabilization approach for input-saturated systems with formal Lyapunov guarantees. Through a generalized sector condition, we propose a convex design algorithm based on linear matrix inequalities for obtaining a regionally stabilizing datadriven static state-feedback gain. Regional, rather than global, properties allow us to address non-exponentially stable plants, thereby making our design broad in terms of applicability. Moreover, we discuss consistency issues and introduce practical tools to deal with measurement noise. Numerical simulations show the effectiveness of our approach and its sensitivity to the features of the dataset.
Published: 2023

23. Existence and Completeness of Solutions to Extended Projected Dynamical Systems and Sector-Bounded Projection-Based Controllers

Author: W. P. M. H. Heemels, Aneel Tanwani, Eindhoven University of Technology [Eindhoven] (TU/e), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Nonsmooth dynamics, Control and Optimization, Control and Systems Engineering, [INFO.INFO-SY]Computer Science [cs]/Systems and Control [cs.SY], [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Projection based control
Abstract: Projection-based control (PBC) systems have significant engineering impact and receive considerable scientific attention. To properly describe closed-loop PBC systems, extensions of classical projected dynamical systems are needed, because partial projection operators and irregular constraint sets (sectors) are crucial in PBC. These two features obstruct the application of existing results on existence and completeness of solutions. To establish a rigorous foundation for the analysis and design of PBC, we provide essential existence and completeness properties for this new class of discontinuous systems.
Published: 2023

24. Stabilization using shifted equilibria for saturated discrete-time linear systems⋆

Author: Braun, Philipp, Jungers, Marc, Zaccarian, Luca, Jungers, Marc, Australian National University (ANU), Centre de Recherche en Automatique de Nancy (CRAN), Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), and ANR-18-CE40-0010,HANDY,Systèmes Dynamiques Hybrides et en Réseau(2018)
Subjects: [SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic, Systems with saturation, Asymptotic stabilization, Control and Systems Engineering, discrete-time systems, semidefinite programming, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, Lyapunov methods
Abstract: International audience; We discuss controller designs for asymmetric saturated discrete-time linear systems. Under the assumption that a locally stabilizing controller of the origin is known, we augment the original controller with an additional term that vanishes in a neighborhood of the origin. The augmented controller outperforms the original controller in terms of the estimate of the region of attraction. The paper translates the results discussed in Braun et al. (2022a,b), from the continuous-time setting to the discrete-time setting, and numerically verifies that the results derived for continuous-time systems are recovered if the discrete-time system is obtained through an Euler discretization of a continuous-time system with a sufficiently small sampling rate.
Published: 2023

25. Robust Global Asymptotic Stabilization of Linear Cascaded Systems With Hysteretic Interconnection

Author: Alessandro Bosso, Luca Zaccarian, Andrea Tilli, Matteo Barbieri, Department of electrical, electronic and information engineering 'GUGLIELMO MARCONI' [Bologna] (DEI), Alma Mater Studiorum Università di Bologna [Bologna] (UNIBO), Dipartimento di Ingegneria Industriale [Trento], University of Trento [Trento], Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Bosso A., Zaccarian L., Tilli A., and Barbieri M.
Subjects: Lyapunov method, Control and Optimization, Control and Systems Engineering, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Hysteresi, [INFO.INFO-SY]Computer Science [cs]/Systems and Control [cs.SY], switched systems, Prandtl-Ishlinskii operator
Abstract: International audience; We address the problem of setpoint regulation for cascaded minimum-phase linear systems interconnected through a scalar hysteresis, modeled as a Prandtl-Ishlinskii operator. Employing well-posed constrained differential inclusions to represent the hysteretic dynamics, we formulate the control problem in terms of stabilization of a compact set of equilibria depending on the hysteresis states. For our design, we firstly consider a proportional-integral controller for linear systems with hysteretic input, and provide model-free sufficient conditions based on high-gain arguments for closed-loop stability. Then, the controller is dynamically extended to obtain an inversion-free stabilizer of the overall cascade. For the presented schemes, we prove robust global asymptotic stability of a compact set that ensures setpoint regulation, regardless of the hysteresis states.
Published: 2023

26. Distributed Hybrid Observer With Prescribed Convergence Rate for a Linear Plant Using Multi-Hop Decomposition

Author: Riccardo Bertollo, Pablo Millan, Luis Orihuela, Alexandre Seuret, Luca Zaccarian, Università degli Studi di Trento (UNITN), Universidad Loyola Andalucía = Loyola University Andalucía, Universidad de Sevilla / University of Sevilla, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), and ANR-18-CE40-0010,HANDY,Systèmes Dynamiques Hybrides et en Réseau(2018)
Subjects: Hybrid observer, Control and Optimization, Input-to-State Stability, Sensor network, Control and Systems Engineering, [MATH.MATH-DS]Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS], FOS: Mathematics, Distributed estimation, Linear systems, Dynamical Systems (math.DS), Mathematics - Dynamical Systems
Abstract: With a continuous-time formulation of the multihop decomposition, we propose a distributed hybrid observer for a sensor network where the plant and local observers run in continuous time and the information exchange among the sensing nodes is sampled-data. Process disturbances, measurement noise and communication noise are considered, and we prove that under some necessary detectability assumptions the observer gains can be tuned to guarantee exponential ISS with a prescribeda convergence rate. Simulations illustrate the performance of the proposed observer.
Published: 2023

27. A note on the wave equation controlled with a dynamic saturating boundary control

Author: Gauvrit, Mario, Prieur, Christophe, Tarbouriech, Sophie, Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), GIPSA - Infinite Dimensional Dynamics (GIPSA-INFINITY), GIPSA Pôle Automatique et Diagnostic (GIPSA-PAD), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Grenoble Alpes (UGA), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Jochen Trumpf, Robert Mahony, and ANR-19-P3IA-0003,MIAI,MIAI @ Grenoble Alpes(2019)
Subjects: well-posedness, Control and Systems Engineering, saturation, Infinite-dimensional systems, stability, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract: International audience; This paper studies the nonlinear systems obtained by considering a wave equation in closed loop with a nonlinear dynamical boundary controller. The controller is subject to a magnitude limitation and modeled by a linear ordinary differential equation with a saturation map in the input. The well-posedness of the obtained infinite-dimensional system is first studied and then two stability results are given. These two stability results apply for two cascade cases and give sufficient conditions for the asymptotic stability of the equilibrium. The well-posedness is proven by using nonlinear semigroups techniques, whereas the global asymptotic stability results are obtained by Lyapunov-based arguments in infinite-dimensional state space.
Published: 2023

28. Hybrid Control of Self-Oscillating Resonant Converters With Three-Level Input

Author: Nicola Zaupa, Carlos Olalla, Isabelle Queinnec, Luis Martinez-Salamero, Luca Zaccarian, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Universitat Rovira i Virgili, Dipartimento di Ingegneria Industriale [Trento], University of Trento [Trento], Spanish Ministry of Science and Innovation (Grant Number: PID2019-111443RB-100 and PID2020-120151RB-I00), MUR through PRIN Grant DOCEAT (Grant Number: 2020RTWES4), and ANR-18-CE40-0010,HANDY,Systèmes Dynamiques Hybrides et en Réseau(2018)
Subjects: Control and Optimization, Control and Systems Engineering, Power electronics, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Stability of hybrid systems, Lyapunov methods, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract: International audience; We propose a hybrid feedback law inducing self-oscillating behavior in second-order resonant converters. With our controller, the converter switches at the resonant frequency of its tank, without the need of external oscillators. In addition, the output amplitude can be adjusted by a reference signal ranging from zero to π /2. The amplitude modulation is then performed while maintaining an approximately constant switching frequency. Theoretical results show uniqueness and almost global asymptotic stability of a nontrivial hybrid limit cycle. Experimental results show that a circuit implementing the new controller successfully matches the desirable simulated behavior.
Published: 2023

29. Robust LQR control for stall flutter suppression: A polytopic approach

Author: Niel, Fabien, Seuret, Alexandre, Zaccarian, Luca, Fagley, Casey, Laboratoire de Biochimie et Génétique Moléculaire, Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), US Air Force Academy, Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP)-Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ), United States Air Force Academy, Colorado Springs, Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Subjects: Computer Science::Systems and Control, [ SPI.AUTO ] Engineering Sciences [physics]/Automatic, Robust control applications, Robust linear matrix inequalities, Uncertain dynamic systems, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract: International audience; In this paper, a robust Linear quadratic regulator (LQR) of a NACA 0018 wing with a flap actuator is developed for stall flutter suppression. The nonlinear and switched set of equations of the aeroelastic model is detailed and conveniently expressed as a polytopic uncertain system. The model is then derived to obtain a Linear matrix inequalities (LMIs) formulation of the LQR problem in the presence of uncertainties. The problem is then solved and the arising solutions are presented.
Published: 2017

30. Convergent algorithm based on Carleman estimates for the recovery of a potential in the wave equation

Author: Sylvain Ervedoza, Maya de Buhan, Lucie Baudouin, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Mathématiques Appliquées Paris 5 (MAP5 - UMR 8145), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National des Sciences Mathématiques et de leurs Interactions (INSMI)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 (IMT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Mathématiques Appliquées à Paris 5 ( MAP5 - UMR 8145 ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National des Sciences Mathématiques et de leurs Interactions-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 ( IMT ), Université Toulouse 1 Capitole ( UT1 ) -Université Toulouse - Jean Jaurès ( UT2J ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-PRES Université de Toulouse-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Numerical Analysis, Applied Mathematics, 010102 general mathematics, Mathematical analysis, Stability (learning theory), Boundary (topology), Reconstruction algorithm, Numerical Analysis (math.NA), Inverse problem, Wave equation, 01 natural sciences, Constructive, 010101 applied mathematics, Computational Mathematics, Operator (computer programming), [ MATH.MATH-AP ] Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], FOS: Mathematics, [MATH.MATH-AP]Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], Mathematics - Numerical Analysis, Uniqueness, 0101 mathematics, Algorithm, Mathematics
Abstract: This article develops the numerical and theoretical study of a reconstruction algorithm of a potential in a wave equation from boundary measurements, using a cost functional built on weighted energy terms coming from a Carleman estimate. More precisely, this inverse problem for the wave equation consists in the determination of an unknown time-independent potential from a single measurement of the Neumann derivative of the solution on a part of the boundary. While its uniqueness and stability properties are already well known and studied, a constructive and globally convergent algorithm based on Carleman estimates for the wave operator was recently proposed in [L. Baudouin, M. de Buhan and S. Ervedoza, Global carleman estimates for waves and applications, Comm. Partial Differential Equations 38 (2013), no. 5]. However, the numerical implementation of this strategy still presents several challenges, that we propose to address here.
Published: 2017

31. Algebraic-geometric techniques for the feedback classification and robustness of the optimal control of a pair of Bloch equations with application to Magnetic Resonance Imaging

Author: Bonnard, Bernard, Cots, Olivier, Faugère, Jean-Charles, Jacquemard, Alain, Rouot, Jérémy, Safey El Din, Mohab, Verron, Thibaut, Institut de Mathématiques de Bourgogne [Dijon] ( IMB ), Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Mathematics for Control, Transport and Applications ( McTAO ), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée ( CRISAM ), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ), Institut de recherche en informatique de Toulouse ( IRIT ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Université Toulouse 1 Capitole ( UT1 ) -Université Toulouse - Jean Jaurès ( UT2J ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Polynomial Systems ( PolSys ), Laboratoire d'Informatique de Paris 6 ( LIP6 ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Inria de Paris, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Work supported by ANR Project DFG Explosys (ANR-14-CE35-0013-01, GL203/9-1) and ERC-Advanced Grant for the TAMING project, Institut de Mathématiques de Bourgogne [Dijon] (IMB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université de Bourgogne (UB), Mathematics for Control, Transport and Applications (McTAO), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Algorithmes Parallèles et Optimisation (IRIT-APO), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Polynomial Systems (PolSys), Laboratoire d'Informatique de Paris 6 (LIP6), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria de Paris, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université de Bourgogne (UB)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), and Cots, Olivier
Subjects: [ MATH.MATH-OC ] Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], optimal control, MSC. 49K15, 14Q20, 81Q93, [MATH.MATH-OC] Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], singular trajectories, [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Bloch equations, Magnetic Resonance Imaging, symbolic computation
Abstract: The aim of this article is to classify the singular trajectories associated with the optimal control problems of a pair of controlled Bloch equations. The motivation is to analyze the robustness of the optimal solutions to the contrast and the time-minimal saturation problem, in magnetic resonance imaging, with respect to the parameters and B1-inhomogeneity. For this purpose, we use various computer algebra algorithms and methods to study solutions of polynomial systems of equations and inequalities which are used for classification issues: Gröbner basis, cylindrical algebraic decomposition of semi-algebraic sets, Thom's isotopy lemma., L'objectif de cet article est de classifier les trajectoires singulières associées aux problèmes de contrôle optimaux d'une paire d'équations de Bloch contrôlées. La motivation est d'analyser la robustesse de la solution optimale du problème de contraste et de multisaturation en temps minimal, en imagerie par résonance magnétique nucléaire, par rapport aux paramètres et les inhomogénéités B1. On utilise le calcul symbolique pour étudier les solutions de systèmes polynomiaux d'équations et d'inéquations dans les problèmes de classification : base de Gröbner, décomposition algébrique cylindrique des ensembles semi-algébriques et le lemme d'isotopie de Thom.
Published: 2017

32. Exact Solutions to Super Resolution on Semi-Algebraic Domains in Higher Dimensions

Author: Fabrice Gamboa, Didier Henrion, Jean B. Lasserre, Yohann De Castro, Laboratoire de Mathématiques d'Orsay ( LM-Orsay ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 ( IMT ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -PRES Université de Toulouse-Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Université Toulouse - Jean Jaurès ( UT2J ) -Université Toulouse 1 Capitole ( UT1 ), Czech Technical University in Prague ( CTU ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Mathématiques d'Orsay (LM-Orsay), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 (IMT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-PRES Université de Toulouse-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Czech Technical University in Prague (CTU), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Probabilités et Statistique, Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ), Laboratoire de Mathématiques d'Orsay (LMO), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: FOS: Computer and information sciences, [ MATH.MATH-OC ] Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Computer Science - Information Theory, Signed measure, Dimension (graph theory), 010103 numerical & computational mathematics, 02 engineering and technology, Library and Information Sciences, super resolution, Space (mathematics), Statistics - Computation, 01 natural sciences, [ INFO.INFO-IT ] Computer Science [cs]/Information Theory [cs.IT], signed measure, FOS: Mathematics, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Applied mathematics, [ MATH.MATH-ST ] Mathematics [math]/Statistics [math.ST], 0101 mathematics, Algebraic number, [STAT.CO]Statistics [stat]/Computation [stat.CO], Mathematics - Optimization and Control, Computation (stat.CO), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [ STAT.CO ] Statistics [stat]/Computation [stat.CO], Mathematics, Gramian matrix, Semidefinite programming, Information Theory (cs.IT), 020206 networking & telecommunications, semidefinite programming, Computer Science Applications, Compressed sensing, total variation, Optimization and Control (math.OC), [INFO.INFO-IT]Computer Science [cs]/Information Theory [cs.IT], [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Minification, semialgebraic domain, Information Systems
Abstract: We investigate the multi-dimensional super resolution problem on closed semi-algebraic domains for various sampling schemes such as Fourier or moments. We present a new semidefinite programming (SDP) formulation of the $\ell _{1}$ -minimization in the space of Radon measures in the multi-dimensional frame on semi-algebraic sets. While standard approaches have focused on SDP relaxations of the dual program (a popular approach is based on Gram matrix representations), this paper introduces an exact formulation of the primal $\ell _{1}$ -minimization exact recovery problem of super resolution that unleashes standard techniques (such as moment-sum-of-squares hierarchies) to overcome intrinsic limitations of previous works in the literature. Notably, we show that one can exactly solve the super resolution problem in dimension greater than 2 and for a large family of domains described by semi-algebraic sets.
Published: 2017
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33. Exploiting Constant Trace Property in Large-scale Polynomial Optimization

Author: Ngoc Hoang Anh Mai, J. B. Lasserre, Victor Magron, Jie Wang, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 (IMT), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Equipe Polynomial OPtimization (LAAS-POP), ANR-19-P3IA-0004,ANITI,Artificial and Natural Intelligence Toulouse Institute(2019), ANR-18-ERC2-0004,COPS,Optimisation garantie pour la vérification des systèmes cyber-physiques(2018), European Project: 813211,H2020-EU.1.3. - EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions (Main Programme), H2020-EU.1.3.1. - Fostering new skills by means of excellent initial training of researchers ,10.3030/813211,POEMA(2019), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and European Project: 813211,H2020,POEMA(2019)
Subjects: Optimization and Control (math.OC), Applied Mathematics, FOS: Mathematics, MathematicsofComputing_NUMERICALANALYSIS, [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Mathematics - Optimization and Control, Software
Abstract: We prove that every semidefinite moment relaxation of a polynomial optimization problem (POP) with a ball constraint can be reformulated as a semidefinite program involving a matrix with constant trace property (CTP). As a result such moment relaxations can be solved efficiently by first-order methods that exploit CTP, e.g., the conditional gradient-based augmented Lagrangian method. We also extend this CTP-exploiting framework to large-scale POPs with different sparsity structures. The efficiency and scalability of our framework are illustrated on second-order moment relaxations for various randomly generated quadratically constrained quadratic programs., 43 pages, 6 algorithms, 23 tables
Published: 2022

34. Graph-based conditions for feedback stabilization of switched and LPV systems

Author: Della Rossa, Matteo, Lima, Thiago Alves, Jungers, Marc, Jungers, Raphaël M., Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institute of Information and Communication Technologies, Electronics and Applied Mathematics (ICTEAM), Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL), Centre de Recherche en Automatique de Nancy (CRAN), Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-18-CE40-0010,HANDY,Systèmes Dynamiques Hybrides et en Réseau(2018), and European Project: 864017,L2C
Subjects: Piecewise-Defined Functions, Feedback Stabilization, Optimization and Control (math.OC), Graph Theory, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Switched Systems, FOS: Mathematics, FOS: Electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Systems and Control (eess.SY), [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Mathematics - Optimization and Control, Electrical Engineering and Systems Science - Systems and Control, Linear matrix inequalities
Abstract: This paper presents novel stabilizability conditions for switched linear systems with arbitrary and uncontrollable underlying switching signals. We distinguish and study two particular settings: i) the \emph{robust} case, in which the active mode is completely unknown and unobservable, and ii) the \emph{mode-dependent} case, in which the controller depends on the current active switching mode. The technical developments are based on graph-theory tools, relying in particular on the path-complete Lyapunov functions framework. The main idea is to use directed and labeled graphs to encode Lyapunov inequalities to design robust and mode-dependent piecewise linear state-feedback controllers. This results in novel and flexible conditions, with the particular feature of being in the form of linear matrix inequalities (LMIs). Our technique thus provides a first controller-design strategy allowing piecewise linear feedback maps and piecewise quadratic (control) Lyapunov functions by means of semidefinite programming. Numerical examples illustrate the application of the proposed techniques, the relations between the graph order, the robustness, and the performance of the closed loop.
Published: 2023

35. Feedback Interconnections of Passive Linear Cone Complementarity Systems

Author: Brogliato, Bernard, Tanwani, Aneel, Modélisation, simulation et commande des systèmes dynamiques non lisses (TRIPOP), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract: This paper is largely concerned with generic interconnections of a class of passive nonsmooth nonlinear dynamical systems, namely linear cone complementarity systems (LCCS). Criteria which guarantee the passivity of the interconnection are given. Asymptotic stability is studied in a particular case. Examples from nonsmooth circuits and switching DAEs (Differential Algebraic Equations) illustrate the theory.
Published: 2023

36. Linear conic optimization for inverse optimal control

Author: Jean B. Lasserre, Edouard Pauwels, Didier Henrion, Argumentation, Décision, Raisonnement, Incertitude et Apprentissage (IRIT-ADRIA), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 (IMT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Czech Technical University in Prague (CTU), European Project: 666981,H2020,ERC-2014-ADG,TAMING(2015), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-PRES Université de Toulouse-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Institut de recherche en informatique de Toulouse ( IRIT ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Université Toulouse 1 Capitole ( UT1 ) -Université Toulouse - Jean Jaurès ( UT2J ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Mathématiques de Toulouse UMR5219 ( IMT ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -PRES Université de Toulouse-Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Université Toulouse - Jean Jaurès ( UT2J ) -Université Toulouse 1 Capitole ( UT1 ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Czech Technical University in Prague ( CTU ), and European Project : 666981,H2020,ERC-2014-ADG,TAMING ( 2015 )
Subjects: [ MATH.MATH-OC ] Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], 0209 industrial biotechnology, Mathematical optimization, Control and Optimization, Linear programming, Context (language use), 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 020901 industrial engineering & automation, conic duality, polynomial optimization, FOS: Mathematics, Relevance (information retrieval), 0101 mathematics, Mathematics - Optimization and Control, Mathematics, Semidefinite programming, Applied Mathematics, 010102 general mathematics, Inverse problem, semidefinite programming, inverse optimal control, 16. Peace & justice, Identification (information), Optimization and Control (math.OC), Complementarity (molecular biology), [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Conic optimization
Abstract: International audience; We address the inverse problem of Lagrangian identification based on trajecto-ries in the context of nonlinear optimal control. We propose a general formulation of the inverse problem based on occupation measures and complementarity in linear programming. The use of occupation measures in this context offers several advan-tages from the theoretical, numerical and statistical points of view. We propose an approximation procedure for which strong theoretical guarantees are available. Finally, the relevance of the method is illustrated on academic examples.
Published: 2016

37. Exponential stability of a PI plus reset integrator controller by a sampled-data system approach

Author: Miguel A. Davó, Alfonso Baños, Sophie Tarbouriech, Alexandre Seuret, Frédéric Gouaisbaut, GIPSA - Systèmes linéaires et robustesse (GIPSA-SLR), Département Automatique (GIPSA-DA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Dpto. Informática y Sistemas, University of Murcia, 30071 Murcia, Spain, SLR ( GIPSA-SLR ), Département Automatique ( GIPSA-DA ), Grenoble Images Parole Signal Automatique ( GIPSA-lab ), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Grenoble Images Parole Signal Automatique ( GIPSA-lab ), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Stendhal - Grenoble 3-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), and Universidad de Murcia
Subjects: 0209 industrial biotechnology, 020208 electrical & electronic engineering, Connection (vector bundle), Linear matrix inequality, 02 engineering and technology, Systems and Control (eess.SY), Stability (probability), Computer Science Applications, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, 020901 industrial engineering & automation, Exponential stability, Control and Systems Engineering, Control theory, Control system, Integrator, [ SPI.AUTO ] Engineering Sciences [physics]/Automatic, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, FOS: Electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Computer Science - Systems and Control, Reset (computing), Analysis, Mathematics
Abstract: The paper deals with the stability analysis of time-delay reset control systems, for which the resetting law is assumed to satisfy a time-dependent condition. A stability analysis of the closed-loop system is performed based on an appropriate sampled-data system. New linear matrix inequality (LMI) conditions are proposed to ensure the exponential stability of the closed-loop resulting of the connection of a plant with a proportional and integral controller together with a reset integrator (PI+RI)., Comment: 19 pages, 5 figures
Published: 2016
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38. On the Viability and Invariance of Proper Sets under Continuity Inclusions in Wasserstein Spaces

Author: Bonnet-Weill, Benoît, Frankowska, Hélène, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institut de Mathématiques de Jussieu - Paris Rive Gauche (IMJ-PRG (UMR_7586)), and Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Subjects: Mathematics - Analysis of PDEs, Viability, Optimization and Control (math.OC), Continuity Inclusions, Dynamics with Time Discontinuities, Optimal Transport, Invariance, FOS: Mathematics, 28B20, 34G25, 46N20, 49Q22, [MATH]Mathematics [math], Mathematics - Optimization and Control, Wasserstein Geometry, Analysis of PDEs (math.AP)
Abstract: In this article, we derive necessary and sufficient conditions for the existence of solutions to state-constrained continuity inclusions in Wasserstein spaces whose right-hand sides may be discontinuous in time. These latter are based on fine investigations of the infinitesimal behaviour of the underlying reachable sets, through which we show that up to a negligible set of times, every admissible velocity of the inclusion can be approximately realised as the metric derivative of a solution of the dynamics, and vice versa. Building on these results, we are able to establish necessary and sufficient geometric conditions for the viability and invariance of stationary and time-dependent constraints, which involve a suitable notion of contingent cones in Wasserstein spaces, presented in ascending order of generality. We then close the article by exhibiting two prototypical examples of constraints sets appearing in applications for which one can compute relevant subfamilies of contingent directions., Comment: 43 pages
Published: 2023

39. A singular perturbation approach for the control of electromagnetic actuators

Author: Ariba, Yassine, Gouaisbaut, Frédéric, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Lyapunov method, Electromagnetic actuator, Electromagnetic actuator nonlinear control application Lyapunov method singular perturbation method, singular perturbation method, nonlinear control application, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract: Pre-print paper, submitted version for the IFAC World Congress 2023; The paper is devoted to the control of electromagnetic actuators. Compared to most results in the literature, the design explicitly takes into account the nonlinearities and the magnetic saturation. An approach based on singularly perturbed systems is proposed to take advantage of the different time scales of the model and provide a minimal complexity control law. Associated with an integral action, this control law ensures accuracy and robustness w.r.t some disturbances and some unknown parameters of the actuator. The use of the singular perturbation method allows also to limit the implementation complexity compared to classical methods such as backstepping control. The synthesis of the control law is then tested through simulations that illustrate the efficiency of the method.
Published: 2023

40. Anti-windup coordination strategy around a fair equilibrium in resource sharing networks

Author: Agner, Felix, Kergus, Pauline, Rantzer, Anders, Tarbouriech, Sophie, Zaccarian, Luca, Lund University [Lund], COmmande et DIAgnostic des Systèmes Electriques (LAPLACE-CODIASE), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and University of Trento [Trento]
Subjects: [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, Electrical Engineering and Systems Science - Systems and Control
Abstract: International audience; This paper aims at coordinating interconnected agents where the control input of each agent is limited by the control input of others. In that sense, the systems have to share a limited resource over a network. Such problems can arise in different areas and it is here motivated by a simplified district heating example. When the shared resource is insufficient for the combined need of all systems, the resource will have to be shared in an optimal fashion. In this scenario, we want the systems to automatically converge to an optimal equilibrium. The contribution of this paper is the proposal of a control architecture where each separate system is controlled by a local PI controller. The controllers are then coordinated through a global rank-one anti-windup signal. It is shown that the equilibrium of the proposed closed-loop system minimizes the infinity-norm of stationary state deviations. Convergence is investigated via a randomized numerical study, and a district heating-inspired example illustrates the utility of the proposed method.
Published: 2023

41. Procédé de commande d’un actionneur éléctromagnétique d’un détendeur, et actionneur et détendeur configuré pour mettre en œuvre ledit procédé

Author: Deschaux, Flavien, Ariba, Yassine, de Seze, Damien, Gouaisbaut, Frédéric, Dugué, François, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT), Centre National d'Etudes Spatiales - Direction Des Lanceurs. (CNES), Conception de systèmes et technologie mécanique (CSTM) (CSTM), and CNES / CSTM / CNRS / ICAM site de Toulouse
Subjects: Classification CIB : F16K 17/20, F16K 1/04, F16K 31/02, G05B 15/00, G05D 7/06Classification CPC : G05D 16/2013, Y02B 30/70, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract: Famille de brevets : FR3121193A1 ; WO2022200710A1; National audience; La présente invention concerne le domaine des actionneurs électromagnétiques,configurés en particulier pour actionner un détendeur à commande électronique, plusparticulièrement un tel détendeur adapté pour réguler la pression d’un fluide en aval dudétendeur.
Published: 2023

42. On quantization and sporadic measurements in control systems: stability, stabilization, and observer design

Author: Ferrante, Francesco, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), ISAE - Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace, S.TARBOURIECH, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [ MATH ] Mathematics [math], Hybrid systems, Systèmes non linéaires, Théorie du contrôle, Control theory, Système hybride, Non linear systems, Linear matrix inequalities (LMI), Inégalités matricielles linéaires (LMI), [MATH]Mathematics [math], Estimation, Stabilité, Stability
Abstract: In this dissertation, two fundamental aspects arising in modern engineered control systems will be addressed: On the one hand, the presence of quantization in standard control loops. On the other hand, the state estimation in the presence of sporadic available measurements. These two aspects are addressed in two different parts. One of the main feature of this thesis consists of striving to derive computer-aided tools for the solution to the considered problems. Specifically, to meet this requirement, we revolve on a linear matrix inequalities (LMIs) approach. In the first part, we propose a set of LMI-based constructive Lyapunov-based tools for the analysis and the design of quantized control systems involving linear plants and linear controllers. The entire treatment revolves on the use of differential inclusions as modeling tools and on stabilization of compact sets as a stability notion. In the second part of the thesis, inspired by some of the classical observation schemes presented in the literature of sampled-data observers, we propose two observers to exponentially estimate the state of a linear system in the presence of sporadic measurements. In addition, building upon one of the two observers, an observer-based controller architecture is proposed to asymptotically stabilize a linear plant in the presence of sporadic sensing and actuation.; Dans cette thèse, nous aborderons deux aspects fondamentaux qui se posent dans les systèmes de commande modernes du fait de l'interaction entre des processus en temps continu et des dispositifs numériques: la synthèse de lois de commande en présence de quantificateurs et l'estimation d'état en présence de mesures sporadiques. Une des caractéristiques principales de cette thèse consiste également à proposer des méthodes constructives pour résoudre les problèmes envisagés. Plus précisément, pour répondre à cette exigence, nous allons nous tourner vers une approche basée sur les inégalités matricielles linéaires (LMI). Dans la première partie de la thèse, nous proposons un ensemble d'outils constructifs basés sur une approche LMI, pour l'analyse et la conception de systèmes de commande quantifiés impliquant des modèles et des correcteurs linéaires. L'approche est basée sur l'utilisation des inclusions différentielles qui permet de modéliser finement le comportement de la boucle fermée et ainsi d'obtenir des résultats intéressants. Dans la seconde partie de la thèse, inspirés par certains schémas d'observation classiques présentés dans la littérature, nous proposons deux observateurs pour l'estimation de l'état d'un système linéaire en présence de mesures sporadiques, c'est-à-dire prenant en compte la nature discrète des mesures disponibles. De plus, en se basant sur une des deux solutions présentées, une architecture de commande basée observateur est proposée afin de stabiliser asymptotiquement un système linéaire en présence à la fois de mesures sporadiques et d'un accès intermittent à l'entrée de commande du système.
Published: 2015

43. Geometric and numerical methods in the contrast imaging problem in nuclear magnetic resonance

Author: Olivier Cots, Bernard Bonnard, Pierre Martinon, Mathieu Claeys, Institut de Mathématiques de Bourgogne [Dijon] (IMB), Université de Bourgogne (UB)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Mathematics for Control, Transport and Applications (McTAO), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Centre de Mathématiques Appliquées - Ecole Polytechnique (CMAP), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Control, Optimization, Models, Methods and Applications for Nonlinear Dynamical Systems (Commands), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Saclay - Ile de France, Institut de Mathématiques de Bourgogne [Dijon] ( IMB ), Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande ( LAAS-MAC ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Mathematics for Control, Transport and Applications ( McTAO ), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée ( CRISAM ), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ), Centre de Mathématiques Appliquées - Ecole Polytechnique ( CMAP ), École polytechnique ( X ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Control, Optimization, Models, Methods and Applications for Nonlinear Dynamical Systems ( Commands ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -École polytechnique ( X ) -Unité de Mathématiques Appliquées ( UMA ), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées ( Univ. Paris-Saclay, ENSTA ParisTech ) -École Nationale Supérieure de Techniques Avancées ( Univ. Paris-Saclay, ENSTA ParisTech ) -Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Centre de Mathématiques Appliquées - Ecole Polytechnique ( CMAP ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université de Bourgogne (UB), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut National de la Recherche en Informatique et en Automatique - INRIA (FRANCE), Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE), Université de Bourgogne - UB (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE), Ecole Polytechnique (FRANCE), Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes - LAAS (Toulouse, France), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: [ MATH.MATH-OC ] Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], [ MATH ] Mathematics [math], Partial differential equation, business.industry, Moment optimization, [SDV.IB.IMA]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging, Applied Mathematics, Numerical analysis, Direct method, Geometric optimal control, Shooting and continuation techniques, Optimal control, Contrast imaging, Calcul parallèle, distribué et partagé, Nuclear magnetic resonance, Maximum principle, Software, Geometric control, Contrast imaging in NMR, [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], [MATH]Mathematics [math], business, [ SDV.IB.IMA ] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging, Mathematics
Abstract: International audience; In this article, the contrast imaging problem in nuclear magnetic resonance is modeled as a Mayer problem in optimal control. The optimal solution can be found as an extremal, solution of the Maximum Principle and analyzed with the techniques of geometric control. This leads to a numerical investigation based on so-called indirect methods using the HamPath software. The results are then compared with a direct method implemented within the Bocop toolbox. Finally lmi techniques are used to estimate a global optimum.
Published: 2015

44. Carleman estimates for the wave equation in heterogeneous media with non-convex interface

Author: Lucie Baudouin, Pamela Godoy, Alberto Mercado, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Universidad Tecnica Federico Santa Maria [Valparaiso] (UTFSM), ANR-11-LABX-0040,CIMI,Centre International de Mathématiques et d'Informatique (de Toulouse)(2011), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: Transmission system, Applied Mathematics, 010102 general mathematics, Wave equation, 02 engineering and technology, [MATH]Mathematics [math], 0101 mathematics, Carleman estimates, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0210 nano-technology, 01 natural sciences, Analysis
Abstract: International audience; A wave equation whose main coefficient is discontinuous models the evolution of waves amplitude in a media composed of at least two different materials, in which the propagation speed is different. In our mathematical setting, the spatial domain where the partial differential equation evolves is an open bounded subset of R^2 and the wave speed is assumed to be constant in each one of two sub-domains, separated by a smooth and possibly non-convex interface. This article is concerned with the construction of Carleman weights for this wave operator, allowing generalizations of previous results to the case of an interface that is not necessarily the boundary of a convex set. Indeed, using the orthogonal projection onto this interface, we define convex functions satisfying the transmission conditions imposed by the equation, such that, under usual hypothesis on the sign of the jump of the wave speed, can be used as Carleman weights.
Published: 2022

45. Co-design of an event-triggered dynamic output feedback controller for discrete-time LPV systems with constraints

Author: Valter J. S. Leite, Carla de Souza, Sophie Tarbouriech, Eugênio B. Castelan, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG), and Universidade Federal de Santa Catarina = Federal University of Santa Catarina [Florianópolis] (UFSC)
Subjects: Regional stability, Co-design, Output feedback, Lyapunov stability, 0209 industrial biotechnology, Computer Networks and Communications, Computer science, Applied Mathematics, Control (management), 02 engineering and technology, Saturation, Optimal control, Dynamic controller, Linear parameter-varying systems, [SPI]Engineering Sciences [physics], 020901 industrial engineering & automation, Discrete time and continuous time, Exponential stability, Control and Systems Engineering, Control theory, Signal Processing, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, Event-triggered control
Abstract: International audience; This paper investigates an event-triggered control design approach for discrete-time linear parametervarying (LPV) systems under control constraints. The proposed conditions can simultaneously design a parameter-dependent dynamic output feedback controller and an event generator, ensuring the closedloop system's regional asymptotic stability. Based on the Lyapunov stability theory, these conditions are given in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Moreover, using some proposed optimization procedures, it is possible to minimize the number of sensor transmissions, maximize the estimation of the region of attraction of the origin, and incorporate optimal control criteria into the formulation. Through numerical examples, some comparisons with other approaches in the literature evidence the proposed technique's efficacy.
Published: 2022

46. Joint Coefficient and Solution Estimation for the 1D Wave Equation: An Observer-Based Solution to Inverse Problems

Author: Constantinos Kitsos, Mathieu Bajodek, Lucie Baudouin, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Subjects: inverse problems, Control and Systems Engineering, coefficient identification/estimation in the wave equation, [MATH.MATH-AP]Mathematics [math]/Analysis of PDEs [math.AP], [MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC], Electrical and Electronic Engineering, observers for PDEs, Computer Science Applications
Abstract: International audience; The estimation of an unknown source coefficient and of the solution to a 1-dimensional (1D) wave equation via exponentially convergent state observers is the problem under consideration in this work. The coefficient is assumed to depend on the space variable only and to be polynomial. The main observation information for this inverse problem is the value of the solution to the wave equation in a subinterval of the domain, including also some of its higher-order spatial derivatives. In order to estimate the source coefficient, we turn it into a new state as in finite-dimensional parameter identification approaches. However in this infinite-dimensional setting, this requires the introduction of a novel indirect approach involving an infinite-dimensional state transformation. Sufficient conditions allow the design of a composite observer consisting of an internal observer, which estimates in higher regularity spatial norms both the source term and the solution on a subinterval, and a boundary observer, in order to eventually provide the estimation of the solution everywhere. The observer convergence is proven by means of Lyapunov analysis. An extension of this approach to the case of the identification of a potential in the wave equation is finally considered, which is a nonlinear inverse problem since here, in the equation, the unknown coefficient multiplies the solution.
Published: 2022

47. Anti-windup-like Compensator Synthesis for Discrete-Time Quantized Control Systems

Author: Alsamadi, S., Ferrante, F., Tarbouriech, S., IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Centre Génie Industriel (CGI), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Università degli Studi di Perugia = University of Perugia (UNIPG), Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), and Masaaki Kanno
Subjects: LMIs, [SPI]Engineering Sciences [physics], Quantized control, Optimization and Control (math.OC), Control and Systems Engineering, [INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering, FOS: Mathematics, FOS: Electrical engineering, electronic engineering, information engineering, anti-windup like compensator design, Systems and Control (eess.SY), stability, Mathematics - Optimization and Control, Electrical Engineering and Systems Science - Systems and Control
Abstract: This paper addresses the problem of designing an anti-windup like compensator for discrete-time linear control systems with quantized input. The proposed compensator provides a correction signal proportional to the quantization error that fed to the controller. The compensator is designed to ensure that solutions to the closed-loop systems converge in finite time into a compact set containing the origin that can be tuned by the designer. A numerically tractable algorithm with feasibility guarantees is provided for the design of the compensator. The proposed results are illustrated on an academic example and an open-loop unstable aircraft system., Comment: Extended version of the conference paper. V1 is submitted for presentation at the 10th IFAC Symposium on Robust Control Design ROCOND 2022. V2 and V3, and V4 fix some minor oversights
Published: 2022

48. Dynamic event-triggered stabilization for the Schrödinger equation

Author: Koudohode, Florent, Baudouin, Lucie, Tarbouriech, Sophie, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, and Tarbouriech, Sophie
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Observability inequality, [SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic, Control and Systems Engineering, [INFO]Computer Science [cs], Schrödinger equation, Dynamic event-triggering mechanism, [MATH]Mathematics [math], Exponential stability, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract: International audience; The paper presents a dynamic event-triggering mechanism for the constant and the localized damped linear Schrödinger equation. The following results are tackled: the existence of solution to the closed-loop event-triggered control system; the avoidance of the Zeno behavior due to the absence of any accumulation point of the sequence of time instants and the exponential stability based on energy estimate through the observability inequality. A simulation example based on the one-dimensional Schrödinger equation is presented to validate the theoretical results.
Published: 2022

49. Open wind tunnel experiments of the DarkO tail-sitter longitudinal stabilization with constant wind

Author: Sansou, Florian, Demourant, Fabrice, Hattenberger, Gautier, Loquen, Thomas, Zaccarian, Luca, ENAC - Equipe Optim (OPTIM), Ecole Nationale de l'Aviation Civile (ENAC), ONERA / DTIS, Université de Toulouse [Toulouse], ONERA-PRES Université de Toulouse, Dipartimento di Ingegneria Industriale [Trento], University of Trento [Trento], Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Control and Systems Engineering, Hovering, Linear robust control, UAVs, Tail-sitter, UAVs Tail-sitter Hovering Linear robust control, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract: International audience; We describe an experimental platform for testing the DarkO tail-sitter drone in an open wind tunnel experiment. The DarkO convertible UAV is developed and 3D printed at the Ecole Nationale de l'Aviation Civile (ENAC), in Toulouse (France). The objective of the experimental platform is to allow testing control laws in a realistic and secure context. We propose a test bench with a single degree of freedom corresponding to the drone pitch axis. We design a linear proportional/integral feedback hovering stabilizer in the presence of constant wind, and we illustrate its effectiveness in stabilizing a hovering position through experimental results.
Published: 2022

50. Stability and Performance Verification of Dynamical Systems Controlled by Neural Networks: Algorithms and Complexity

Author: Milan Korda, Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Control and Optimization, Optimization and Control (math.OC), Control and Systems Engineering, ComputingMethodologies_SYMBOLICANDALGEBRAICMANIPULATION, FOS: Mathematics, Dynamical Systems (math.DS), Mathematics - Dynamical Systems, [MATH]Mathematics [math], Mathematics - Optimization and Control
Abstract: International audience; This note makes several observations on stability and performance verification of nonlinear dynamical systems controlled by neural networks. First, we show that the stability and performance of a polynomial dynamical system controlled by a neural network with semialgebraically representable activation functions (e.g., ReLU) can be certified by convex semidefinite programming. The result is based on the fact that the semialgebraic representation of the activation functions and polynomial dynamics allows one to search for a Lyapunov function using polynomial sum-of-squares methods; the approach can be viewed as a special case of the general framework of [3]. Second, we remark that even in the case of a linear system controlled by a neural network with ReLU activation functions, the problem of verifying asymptotic stability is undecidable. Finally, under additional assumptions, we establish a converse result on the existence of a polynomial Lyapunov function for this class of systems. Numerical results on academic examples of dimension up to 50 and neural networks with several hundred neurons demonstrate the method.
Published: 2022

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