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在LQG系统中集成控制与通信

Integrated Control and Communication in LQG Systems

Amirkabir University of Technology(阿米尔卡比尔理工大学)

Sepehr Jahangiri, H. Ali Talebi

AI总结:

本文研究了在LQG系统中通过控制信号传输信息的方法,提出了一种可计算的容量表达式,并证明在保持最优控制成本的同时可以实现非零速率的数据传输。

摘要:

在本文中,我们研究了集成通信与控制(ICAC)问题。具体来说,我们探讨了在多输入多输出(MIMO)向量状态线性二次高斯(LQG)系统中,如何通过控制信号将消息从控制器/编码器传输到观察器/解码器,同时受到控制约束。我们提供了一个使用半正定规划可计算的容量表达式。我们进一步证明,可以在LQG系统上以非零速率传输数据,同时保持与不传输任何信息消息时相同的最优控制成本。最后,我们讨论了该框架如何推广多输入多输出高斯通道的反馈通信,包括有和无符号间干扰(ISI)的情况。

英文摘要:

In this paper, we study the Integrated Communication and Control (ICAC) problem. Specifically, we investigate how messages can be transmitted from the controller/encoder to the observer/decoder through the control signal in Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) vector-state Linear Quadratic Gaussian (LQG) systems under control constraints. We provide a computable capacity expression using semidefinite programming. We further show that it is possible to transmit data at a nonzero rate over an LQG system while maintaining the same optimal control cost as in the case where no information message are transmitted. Finally, we discuss how this framework generalizes communication over MIMO Gaussian channels with feedback, both with and without InterSymbol Interference (ISI).

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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