Analysis and synthesis of positive systems under l₁ and L₁ performance

This thesis is concerned with the analysis and synthesis of positive systems under ℓ1 and L1 performance. Two classes of systems are considered: positive linear systems and positive Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems. For positive linear systems, the controller, state-bounding observer and filter design problems are considered. Due to the special structures and unique features of positive systems, some previous approach used for general systems, such as similarity transformation, are no longer applicable to positive systems. First, the stabilization problem for positive linear systems is studied. In detail, analytical formulae to compute the exact values of ℓ1-induced and L1-induced norms are presented. Moreover, it is shown how the necessary and sufficient conditions can be constructed such that the closed-loop system is stable and satisfies a prescribed L1-induced performance. For single-input multiple-output (SIMO) positive systems, analytical solutions are established to show how the optimal ℓ1-induced and L1-induced controllers are designed. In addition, the L1-induced sparse state-feedback controller is investigated for continuous-time interval positive systems. Then, to estimate the state of positive systems at all times, the problem of positive state-bounding observers for interval positive systems is studied under the L1-induced performance. Necessary and sufficient conditions are presented to design a pair of state-bounding positive observers. Finally, the positive filtering problem is addressed for positive systems under the L1-induced performance. A pair of positive filters with error-bounding feature is designed to estimate the output of positive systems and the obtained results are expressed in terms of linear programming problems. For positive T-S fuzzy systems, the controller and filter design problems are investigated under the ℓ1-induced performance. First, novel performance characterization of positive fuzzy systems is established. Sufficient conditions are further established for the existence of state-feedback controller. An iterative convex optimization algorithm is developed to solve the design conditions. Furthermore, a pair of error-bounding positive filters are constructed to estimate the output of positive T-S fuzzy systems. A new performance characterization is first established to guarantee the asymptotic stability of the filtering error system with the ℓ1-induced performance. Then, sufficient conditions expressed by linear programming problems are derived to design the required filters.published_or_final_versionMechanical EngineeringDoctoralDoctor of Philosoph

Advanced Strategies for Robot Manipulators

Amongst the robotic systems, robot manipulators have proven themselves to be of increasing importance and are widely adopted to substitute for human in repetitive and/or hazardous tasks. Modern manipulators are designed complicatedly and need to do more precise, crucial and critical tasks. So, the simple traditional control methods cannot be efficient, and advanced control strategies with considering special constraints are needed to establish. In spite of the fact that groundbreaking researches have been carried out in this realm until now, there are still many novel aspects which have to be explored

Actas de las XXXIV Jornadas de Automática

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XLIII Jornadas de Automática: libro de actas: 7, 8 y 9 de septiembre de 2022, Logroño (La Rioja)

[Resumen] Las Jornadas de Automática (JA) son el evento más importante del Comité Español de Automática (CEA), entidad científico-técnica con más de cincuenta años de vida y destinada a la difusión e implantación de la Automática en la sociedad. Este año se celebra la cuadragésima tercera edición de las JA, que constituyen el punto de encuentro de la comunidad de Automática de nuestro país. La presente edición permitirá dar visibilidad a los nuevos retos y resultados del ámbito, y su uso en un gran número de aplicaciones, entre otras, las energías renovables, la bioingeniería o la robótica asistencial. Además de la componente científica, que se ve reflejada en este libro de actas, las JA son un punto de encuentro de las diferentes generaciones de profesores, investigadores y profesionales, incluyendo la componente social que es de vital importancia. Esta edición 2022 de las JA se celebra en Logroño, capital de La Rioja, región mundialmente conocida por la calidad de sus vinos de Denominación de Origen y que ha asumido el desafío de poder ganar competitividad a través de la transformación verde y digital. Pero también por ser la cuna del castellano e impulsar el Valle de la Lengua con la ayuda de las nuevas tecnologías, entre ellas la Automática Inteligente. Los organizadores de estas JA, pertenecientes al Área de Ingeniería de Sistemas y Automática del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de La Rioja (UR), constituyen un pilar fundamental en el apoyo a la región para el estudio, implementación y difusión de estos retos. Esta edición, la primera en formato íntegramente presencial después de la pandemia de la covid-19, cuenta con más de 200 asistentes y se celebra a caballo entre el Edificio Politécnico de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial y el Monasterio de Yuso situado en San Millán de la Cogolla, dos marcos excepcionales para la realización de las JA. Como parte del programa científico, dos sesiones plenarias harán hincapié, respectivamente, sobre soluciones de control para afrontar los nuevos retos energéticos, y sobre la calidad de los datos para una inteligencia artificial (IA) imparcial y confiable. También, dos mesas redondas debatirán aplicaciones de la IA y la implantación de la tecnología digital en la actividad profesional. Adicionalmente, destacaremos dos clases magistrales alineadas con tecnología de última generación que serán impartidas por profesionales de la empresa. Las JA también van a albergar dos competiciones: CEABOT, con robots humanoides, y el Concurso de Ingeniería de Control, enfocado a UAVs. A todas estas actividades hay que añadir las reuniones de los grupos temáticos de CEA, las exhibiciones de pósteres con las comunicaciones presentadas a las JA y los expositores de las empresas. Por último, durante el evento se va a proceder a la entrega del “Premio Nacional de Automática” (edición 2022) y del “Premio CEA al Talento Femenino en Automática”, patrocinado por el Gobierno de La Rioja (en su primera edición), además de diversos galardones enmarcados dentro de las actividades de los grupos temáticos de CEA. Las actas de las XLIII Jornadas de Automática están formadas por un total de 143 comunicaciones, organizadas en torno a los nueve Grupos Temáticos y a las dos Líneas Estratégicas de CEA. Los trabajos seleccionados han sido sometidos a un proceso de revisión por pares