基于鲁棒H∞滤波的蓄电池荷电状态估计

针对蓄电池系统的荷电状态(SOC)受蓄电池材料及加工制作、工作温度、充放电大小及频率等因素的影响,是一个典型的非线性时变系统,相应的状态估计模型在测量过程中存在噪声干扰引起模型参数不确定性的特征。以安时法为基础,建立SOC的状态方程并应用鲁棒H∞滤波算法预测SOC估计值。仿真研究表明,提出的鲁棒H∞滤波算法在有色噪声干扰下比卡尔曼滤波(Kalman filter)有更好的估计精度;在白噪声情况下,鲁棒H∞滤波算法可通过调节其参数达到和卡尔曼滤波器相同的估计精度。     

不确定时滞中立系统的鲁棒H∞滤波

研究一类噪声干扰信号和被估计信号带有参数不确定性时的时滞中立系统的鲁棒H∞滤波设计问题.假设参数不确定性具有线性分式形式,给出的滤波器使误差系统渐近稳定且达到指定的干扰抑制水平.该方法将系统中的范数有界不确定作外部干扰处理,将不确定中立系统的鲁棒H∞滤波问题转化为确定系统的H∞滤波设计.最后通过解线性矩阵不等式得到可采...     

H∞次优滤波在速度姿态匹配传递对准中的应用

针对速度+姿态匹配传递对准中量测中的不确定性干扰,采用H∞滤波方法进行速度+姿态匹配传递对准。并与卡尔曼滤波进行了比较,仿真结果表明,当系统噪声和量测噪声为白噪声时,卡尔曼滤波器和H∞滤波器均有效,而且卡尔曼滤波器优于H∞滤波器。但是,当系统噪声与量测噪声为有色噪声并且存在建模误差时,卡尔曼滤波收敛速度明显低于H∞滤波的收敛速度。H∞滤波更符合工程应用的实际情况,因而H∞滤波是一种非常有效的估计方法。     

具有状态和测量时滞不确定系统的鲁棒H∞状态估计

考虑一类已知状态和测量时滞且范数有界参数不确定连续时间系统的鲁棒H∞状态估计问题.这个问题解的充分条件由二个代数Riccati不等式给出,它可以保证存在一个渐近稳定状态估计器使得对于所有不确定性从外界干扰到输出估计误差的传递函数满足指定的H∞指标.以上这些结果可以推广到一类未知状态和测量时滞且范数有界参数不确定连续系统的鲁棒H∞状态估计问题,对于已知状态和测量时滞系统,所得状态估计器与参数不确定性无关,而与时滞有关.对于未知状态和测量时滞系统,其状态估计器不仅与参数不确定性无关,而且与时滞也无关.     

联合H∞滤波算法及其在组合导航系统中的应用研究

针对联合卡尔曼滤波器对系统模型和系统噪声先验知识依赖性过强的局限性，基于H∞滤波对系统模型和噪声等不确定性因素具有极强的鲁棒性能的特点，介绍了一种H∞滤波的分散化技术，并在此基础上提出了联合H∞滤波算法，给出了信息分配方式，并对其性能作了详细的分析．指出该算法能有效解决局部滤波器测量更新之间的相关性问题。对MIMU／GPS／HMR组合导航系统进行了计算机仿真，仿真结果表明，该联合H。滤波算法虽然不是最优的，但是其状态估计精度仍然要优于分散H∞滤波器的估计精度。     

不确定奇异时滞系统的鲁棒H∞故障诊断滤波器设计

研究一类受参数不确定性和干扰影响的奇异时滞系统鲁棒故障诊断滤波器设计问题. 把基于观测器的故障诊断滤波器作为残差产生器, 将故障诊断滤波器设计归结为H∞滤波问题, 使产生的残差信号即为故障的H∞估计, 给出了鲁棒H∞故障诊断滤波器存在的充分条件, 并利用锥面互补线性化迭代算法得到了故障诊断滤波器设计的线性矩阵不等式求解方法. 算例验证了算法的有效性.     

一类不确定非线性离散时滞系统的鲁棒H∞滤波设计

考虑一类同时带有非线性动态和参数不确定性的离散时滞系统的鲁棒H∞滤波设计问题．假设参数不确定性具有线性分式形式,而非线性动态满足Lipschitz条件,给出滤波器使误差系统鲁棒渐近稳定且达到指定的干扰抑制水平．对参数已知情形,先建立广义有界实引理,然后给出H∞滤波器的存在条件,证明了H∞滤波器的存在性可归结为线性矩阵不等式的可解性,基于线性矩阵不等式给出了H∞滤波器的综合方法和步骤．对参数不确定性情形,通过引进标度参数,将不确定非线性离散时滞系统的鲁棒H∞滤波问题转化为确定系统的H∞滤波设计．最后给出仿真例子验证所得结果的有效性．     

非线性不确定状态时滞系统的鲁棒H∞滤波

研究含有状态时滞的非线性不确定性系统的鲁棒H∞滤波器设计问题,其中系统的参 数不确定性是时变和模有界的,非线性的扰动受有界条件约束.针对连续系统和离散系统两种 情况,分别选取合适的Lyapunov函数分析了使滤波系统渐近稳定,且从噪声输入到误差输出的 传递函数的H∞范数小于指定上界的充分条件,然后通过两个代数Riccati方程的正定解参数化 表示了该滤波器.滤波器的设计过程和结构均是与状态时滞的大小、非线性扰动以及不确定性 参数无关的.     

一类不确定Lurie时滞奇异系统的鲁棒H∞控制

研究一类具有不确定性的Lurie时滞奇异系统的鲁棒稳定性分析和H∞状态反馈控 制器设计方法.针对一类具有参数不确定性、未知时滞的奇异系统,得出了系统鲁棒稳定和 鲁棒H∞状态反馈控制器存在的充分条件,它能使得不确定Lurie时滞奇异系统的解在所容 许的范围内是正则的、无摄动的和稳定的;而且还得出了基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒 H∞状态反馈控制器的设计方法,使得闭环系统具有鲁棒稳定性和H∞性能.     

参数摄动系统的鲁棒H ∞状态估计

基于Shaked提出的参数依赖型有界实引理，研究具有凸多面体参数摄动系统的鲁棒H∞状态估计问题．采用线性矩阵不等式技术，推导出此类不确定系统的全阶鲁棒H∞滤波器存在的充分条件，并将滤波器的设计转化为一个凸优化的求解问题．与传统的基于二次稳定的滤波方案相比，该滤波器设计方法具有较小的保守性．     

不确定性时滞大系统的分散鲁棒H_∞控制

研究一类具有状态时滞的内联不确定性动态大系统的分散鲁棒 H∞ 控制问题 .系统的不确定性参数满足范数有界条件 .得到了由无记忆状态反馈分散控制器使每一个子系统和整个大系统都可镇定且满足给定 H∞ 性能的充分条件 .所得结果与系统时滞的大小有关 ,并以线性矩阵不等式的形式给出     

不确定性时滞大系统的分散鲁棒H∞控制

研究一类具有状态时滞的内联不确定性动态大系统的分散鲁棒H∞控制问题.系统 的不确定性参数满足范数有界条件.得到了由无记忆状态反馈分散控制器使每一个子系统和 整个大系统都可镇定且满足给定H∞性能的充分条件.所得结果与系统时滞的大小有关,并 以线性矩阵不等式的形式给出.     

不确定时滞系统的鲁棒H∞滤波

对一类同时具有外界干扰和范数有界参数不确定性的时滞系统鲁棒H∞滤波问题进行了研究。对于所有容许的参数不确定性,利用Lyapunov方法,得到以线性矩阵不等式（linear matrix inequality,LMI）表示的鲁棒H∞滤波器设计方法。用该方法设计的滤波器使得滤波误差系统渐近稳定且满足一定的H∞性能指标。给出了滤波器存在的充分条件,并得到了设计滤波器的LMI方法。进而将最优鲁棒H∞滤波器存在的充分条件归结为一个具有线性矩阵不等式（LMI）约束的凸优化问题。最后,仿真结果很好地说明了本文方法的有效性。     

参数不确定性奇异系统的鲁棒H∞控制

利用线性矩阵不等式,通过引入广义二次可镇定且具有H∞性能指标的概念,得到 了在状态反馈作用下,参数不确定性奇异系统鲁棒H∞控制律的存在条件.所得的状态反馈 控制律保证闭环系统正则、无脉冲、稳定且满足给定的H∞性能指标.     

带有无穷分布时滞的不确定系统的鲁棒H_∞滤波器设计

针对一类在系统的状态方程与可测输出中都包含有非线性无穷分布时滞的参数不确定系统,提出一种新颖的鲁棒H∞滤波器的设计方法.设计的鲁棒H∞滤波器可以保证对于带有时变且范数有界的参数不确定性的滤波误差系统是渐近稳定的,并且满足所给定的H∞性能指标.鲁棒H∞滤波器可以通过线性矩阵不等式方法获得.通过一个数值的例子验证了该方法的有效性.     

广义离散系统的状态反馈鲁棒H∞控制及仿真

针对一类范数有界参数不确定性的广义离散线性系统,研究了该系统的状态反馈鲁棒H∞控制问题.利用线性矩阵不等式(LMI)的方法,得到了问题可解的条件,并给出了相应的状态反馈控制律.在一定条件下,所得的状态反馈鲁棒H∞控制律使广义离散线性系统对所有容许的不确定性参数,能够保证闭环系统正则、具有因果关系并且渐进稳定,同时其传递函数矩阵能够满足给定的H∞性能指标.正常离散线性系统的相对应结果可作为论文结果的特殊形式.仿真例子验证了该方法的正确性.     

不确定时变时滞模糊系统的有限时间H∞滤波

研究了一类复杂非线性系统的有限时间H∞滤波问题.针对由Takagi-Sugeno模糊模型描述的复杂非线性系统,同时考虑其存在参数不确定性以及时变时滞的情形,给出系统有限时间有界的充分条件.在一般传统H∞滤波器设计的基础上,结合有限时间有界的概念,导出保证系统在有限时间内,其滤波误差能量小于一个给定上界的H∞滤波器设计方...     

含有迟滞Hammerstein系统的非光滑卡尔曼状态估计

迟滞特性具有非光滑、多值映射等复杂特性.如果迟滞环节的末端还存在一个线性子系统,导致迟滞的输出信号不可测,使得整个系统的状态估计工作成为很大的难题,常规的估计方法无法直接应用到这类系统中.本文提出一种新的非光滑卡尔曼滤波器,描述了Hammerstein系统的状态空间方程.据此构造了能够随系统工作区间变化而自动切换的非光滑滤波器.最后通过仿真和实验,比较了非光滑卡尔曼滤波器和传统的卡尔曼滤波器的状态估计效果,比较结果表明非光滑卡尔曼滤波器对于带迟滞的Hammerstein系统状态变量的估计的准确性要优于传统的卡尔曼滤波器.     

不确定离散奇异系统的鲁棒 H∞控制及仿真

针对一类具有时不变且模有界参数不确定性的离散奇异系统,为了提高控制系统的稳定性,解决了系统的状态反馈鲁棒 H∞控制的难点问题.提出采用线性矩阵不等式(LMI)的方法,可得到问题求解的条件,并给出相应的状态反馈控制律.在一定条件下,所得的状态反馈鲁棒 H∞控制律不仅使离散奇异系统对所有容许的不确定性参数,能够保证闭环系统正则,形成因果关系并且渐进稳定,而且同时其传递函数矩阵能够满足给定的 H∞性能指标.定理深化与丰富了鲁棒 H∞控制理论.仿真验证了方法的正确性.     

一类时滞切换奇异系统的指数H∞滤波器研究

研究了一类时滞切换奇异系统的指数H∞滤波问题.为了提高控制系统的稳定性,解决系统的指数H∞滤波的难点问题,提出利用平均驻留时间方法,首先给出了使得滤波误差系统在切换信号下具有指数可容许性并且具有相应的H∞性能指标的条件,然后以一组线性矩阵不等式的形式给出了期望滤波器存在的充分条件,并给出了相应的滤波器参数求解.所设计的指数H∞滤波器不但保证系统参数不确定时闭环系统指数稳定,而且满足所期望的H∞性能指标.最后用数值仿真实例来说明设计方法的有效性和可行性.