Control of networked systems with limited communication capacities

In the near future, many control systems will have components spatially distributed and connected through shared, wireless communication networks. This introduces the new challenge of efficiently allocating the available bandwidth of the network. Several ideas have been proposed recently to solve this problem while stabilizing the system. However, these results do not guarantee that the system can be maintained in a specific region of the space. In this thesis, we will address this knowledge gap. We will design a communication scheduler able to maintain the state of the system inside a specified region of space. This goal will be achieved by establishing communication with proper nodes of the system at proper time instants, in order to reduce the uncertainty around the system's state. The simulations' results with numerical examples are promising. An application example is given, controlling the lateral dynamics of a vehicle for obstacle avoidance.

In un prossimo futuro, molti sistemi di controllo avranno componenti distribuiti nello spazio e connessi tra loro attraverso reti di comunicazione wireless condivise. Questo, introduce la nuova sfida di allocare in modo efficiente la banda disponibile della rete. Diverse idee sono state proposte di recente per risolvere questo problema al fine di stabilizzare il sistema. Tuttavia, questi risultati non garantiscono che il sistema possa essere mantenuto in una specifica area dello spazio. Nella tesi, andremo a colmare questa lacuna. Progetteremo infatti uno schedulatore della comunicazione che sia in grado di mantenere lo stato del sistema all'interno di una specifica regione dello spazio. Questo obiettivo verr\'a raggiunto stabilendo una comunicazione con appropriati nodi del sistema in momenti opportuni, al fine di ridurre l'incertezza intorno allo stato del sistema stesso. I risultati delle simulazioni con esempi numerici sono promettenti. Viene infine fornito un esempio di applicazione, atto a controllare la dinamica laterale di un veicolo per evitare possibili ostacoli durante la guida.