Controller Synthesis for Discrete-Time Polynomial Systems via Occupation Measures

In this paper, we design nonlinear state feedback controllers for discrete-time polynomial dynamical systems via the occupation measure approach. We propose the discrete-time controlled Liouville equation, and use it to formulate the controller synthesis problem as an infinite-dimensional linear programming problem on measures, which is then relaxed as finite-dimensional semidefinite programming problems on moments of measures and their duals on sums-of-squares polynomials. Nonlinear controllers can be extracted from the solutions to the relaxed problems. The advantage of the occupation measure approach is that we solve convex problems instead of generally non-convex problems, and the computational complexity is polynomial in the state and input dimensions, and hence the approach is more scalable. In addition, we show that the approach can be applied to over-approximating the backward reachable set of discrete-time autonomous polynomial systems and the controllable set of discrete-time polynomial systems under known state feedback control laws. We illustrate our approach on several dynamical systems

Determination of Bootstrap confidence intervals on sensitivity indices obtained by polynomial chaos expansion

L’analyse de sensibilité a pour but d’évaluer l’influence de la variabilité d’un ou plusieurs paramètres d’entrée d’un modèle sur la variabilité d’une ou plusieurs réponses. Parmi toutes les méthodes d’approximations, le développement sur une base de chaos polynômial est une des plus efficace pour le calcul des indices de sensibilité, car ils sont obtenus analytiquement grâce aux coefficients de la décomposition (Sudret (2008)). Les indices sont donc approximés et il est difficile d’évaluer l’erreur due à cette approximation. Afin d’évaluer la confiance que l’on peut leur accorder nous proposons de construire des intervalles de confiance par ré-échantillonnage Bootstrap (Efron, Tibshirani (1993)) sur le plan d’expérience utilisé pour construire l’approximation par chaos polynômial. L’utilisation de ces intervalles de confiance permet de trouver un plan d’expérience optimal garantissant le calcul des indices de sensibilité avec une précision donnée