RESEARCH IN RESIDENCE

Analysis of optimization-based feedback control systems

Analyse des systemes de controle de retroaction bases sur l’optimisation

13 – 24 February, 2023

Participants

Gennaro Notomista (University of Waterloo)
Yorai Wardi (Georgia Institute of Technology)

Thanks to recent theoretical and technological developments, nowadays we have the algorithmic and computational tools to design optimization-based feedback control systems, in which the control signal is defined as the solution of an optimization program. Nevertheless, the properties
of closed-loop systems containing this particular type of nonlinearity (i.e. an optimization program) are not yet fully understood. The goal of this research stay is to derive necessary and sufficient conditions for (recursive) feasibility of optimization-based controllers. In particular,
we will focus on nonlinear control affine dynamical systems for which the controller is evaluated by solving a convex optimization program whose constraints encode system stability and safety.

Grâce aux récents développements théoriques et technologiques, nous disposons aujourd’hui des outils algorithmiques et informatiques pour concevoir des systèmes de contrôle àtroaction basés sur l’optimisation, dans lesquels le signal de contrôle est défini comme la solution d’un programme d’optimisation. Néanmoins, les propriés des systèmes en boucle fermée contenant ce type particulier de non-linéarité (i.e. un programme d’optimisation) ne sont pas encore totalement comprises. L’objectif de ce séjour de recherche est de dériver des conditions nécessaires et suffisantes pour la faisabilité (récursive) des contrôleurs basés sur l’optimisation. En particulier, nous nous concentrerons sur les systèmes dynamiques affines à commande non linéaire pour lesquels le contrôleur est évalué en résolvant un programme d’optimisation convexe dont les contraintes encodent la stabilité et la sécurité du système.

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