Parameter-Varying Koopman Operator for Nonlinear System Modeling and Control

要約

この論文では、さまざまなパラメータを使用して非線形システムをモデル化および制御するための新しいアプローチを提案します。
このアプローチでは、リフト空間でのパラメーター可変クープマン オペレーター (PVKO) の使用が導入されており、システムの動作を理解し、基礎となるダイナミクスとパラメーターの変化を考慮した制御アルゴリズムを設計するための効率的な方法が提供されます。
PVKO は、リフト空間内の補間を通じて局所時間不変線形システムを組み込むことにより、従来のコープマン モデルに基づいて構築されています。
本稿では、PVKO を特定し、特定された PVKO モデルを使用してモデル予測制御を設計する手順の概要を説明します。
シミュレーション結果は、提案されたアプローチによりモデルの精度が向上し、将来のパラメーター情報に基づいた予測が可能になることを示しています。
提案された制御アプローチの実現可能性と安定性が分析され、その有効性がシミュレーションによって実証されます。

要約(オリジナル)

This paper proposes a novel approach for modeling and controlling nonlinear systems with varying parameters. The approach introduces the use of a parameter-varying Koopman operator (PVKO) in a lifted space, which provides an efficient way to understand system behavior and design control algorithms that account for underlying dynamics and changing parameters. The PVKO builds on a conventional Koopman model by incorporating local time-invariant linear systems through interpolation within the lifted space. This paper outlines a procedure for identifying the PVKO and designing a model predictive control using the identified PVKO model. Simulation results demonstrate that the proposed approach improves model accuracy and enables predictions based on future parameter information. The feasibility and stability of the proposed control approach are analyzed, and their effectiveness is demonstrated through simulation.

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