一类线性离散时变系统的H∞故障估计

讨论了一类受l2范数有界扰动影响的线性离散时变系统H∞故障估计问题．首先将H∞故障估计问题转化为二次型问题。引入相应的Krein空间系统,然后应用Krein空间白噪声估计理论,得到了问题可解的充要条件,并通过矩阵mccati方程设计H∞故障估计器．算例验证了所提出方法的有效性。     

线性离散时变系统的H∞故障估计

研究受能量有界扰动影响的线性离散时变系统H∞故障估计问题.通过状态扩展,把故障估计问题转化为H∞滤波,并基于Krein空间的Kalman滤波理论,运用新息重组,给出了一种新的故障估计方法.算例验证了本文给出方法的有效性.     

线性离散时变系统的H∞故障估计

研究受能量有界扰动影响的线性离散时变系统H_∞故障估计问题.通过状态扩展，把故障估计问题转化为H_∞滤波，并基于Krein空间的Kalman滤波理论，运用新息重组，给出了一种新的故障估计方法.算例验证了本文给出方法的有效性.     

不确定时滞奇异摄动系统的最优故障估计

本文研究了一类具有时滞和范数有界参数不确定的奇异摄动系统的最优故障估计问题.针对具有未知传感器故障和外部干扰的复杂系统,设计残差观测器估计故障量.首先将系统的鲁棒故障估计问题转换为1个标准H∞控制问题,采用更小保守性的ε依赖的Lyapunov函数给出了残差观测器存在的充分条件,使得系统对不确定输入具有较强的鲁棒性.在此基础上,提出了一种联合优化摄动上界ε*和H∞性能指标γ的多目标优化方案,使得系统能保证最大的稳定上界,同时对外部未知干扰具有良好的抑制能力.最后用1个数值算例验证了该方法的可行性与正确性.     

一类线性系统可靠H∞控制

针对线性定常系统,采用连续增益故障模型,提出了考虑执行器故障的可靠H∞控制问题.通过对具有执行器故障线性定常系统的分析,利用LMI分别给出了次优可靠H∞控制器和最优可靠H∞控制器存在的充分条件.通过比较,进一步看出对系统进行最优可靠H∞控制器设计的必要性.     

H∞最优状态融合估计及其在成纸定量中的应用

基于信息融合理论中的状态融合估计理论及H∞理论,结合纸张定量估计的难点,提出了H∞最优状态融合估计算法.该算法能充分利用纸机系统的各状态之间的强耦合性,利用纸机系统的可测量信息,融合多个测量输出估计纸机的某一个状态.仿真结果说明了所提出的算法的有效性.     

基于LMI的最优无偏H∞滤波器设计

给出了一个系统降价H∞最优的设计方法,在系统干扰噪声能量有界情况下,将有约束的滤波问题转换为无约束的最优状态估计问题,利用线性矩阵不等式方法给出了H∞最优无偏滤波器存在的充分必要条件,所得滤波器的阶数小于系统状态个数,对高阶系统的降阶控制或降价估计问题都有一定的意义,给出了鱼雷仿真实例说明所给方法的有效性。     

具有干扰抑制的PI观测器的设计及其应用

首先利用线性矩阵不等式设计了比例积分观测器,并在外界干扰是能量有界的情况下,设计了具有干扰抑制的状态观测器,使得干扰对状态估计的影响具有给定的H∞性能。然后将故障估计结果和干扰抑制作用同时加入到控制律当中,使得所设计的系统在跟踪给定的参考模型的同时,也能得到系统所受的外界故障估计。最后通过仿真实例验证了所设计的观测器和所提出的控制方法的有效性。     

面向节能的无线多传感器H_∞融合估计

研究了一类WSNs环境下具有能量约束的无线多传感器系统H∞融合估计问题.通过提出一种新的节能传输策略,即降低节点到融合中心的信息发送频率,将融合估计系统建模成一类离散时间周期系统.基于融合估计误差周期系统,采用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式技术,导出了能量受限情况下系统渐近稳定且具有给定H∞性能指标的充分条件,并给出了H∞融合估计器的设计方法.最后,通过一个仿真算例验证所提出设计方法的有效性.     

传感器网络DoS攻击下随机系统的故障检测设计

针对在无线传感器网络拒绝服务攻击环境下一类不确定随机系统的故障检测问题,本文提出了一种基于分布式H∞滤波器的故障检测方案.利用服从Bernoulli分布的独立随机变量来描述传感器网络中的拒绝服务攻击现象.针对每个传感器节点设计了一种H∞分布式滤波器,用于产生残余信号并作为故障检测机制的评价函数,以实现系统故障检测.建立...     

一类线性系统可靠H∞控制

针对线性定常系统，采用连续增益故障模型，提出了考虑执行器故障的可靠H∞控制问题．通过对具有执行器故障线性定常系统的分析，利用LMI分别给出了次优可靠H∞控制器和最优可靠H∞控制器存在的充分条件．通过比较．进一步看出对系统进行最优可靠H∞控制器设计的必要性．     

基于时滞系统的无偏H∞滤波

设计了含有时滞环节的无偏H∞滤波器,对时滞系统中不易测量的状态变量进行了估计。基于LMI技术推导了滤波误差系统满足渐近稳定和具有H∞扰动衰减水平γ的充分条件。由于无偏条件的引入,克服了原有方法对待估计时滞系统是稳定的限制,可对临界稳定或不稳定时滞系统的不可测量状态进行估计,并且设计滤波器的计算量也减小。应用本文所提方法对由石油精炼过程构成的单时滞系统中的产品P含量进行了估计,并与时滞无关的无偏H∞滤波器相比,时滞有关的无偏H∞滤波器的估计精度高,说明了本文方法的可行性。     

基于时滞系统的无偏H∞滤波

设计了含有时滞环节的无偏H∞滤波器,对时滞系统中不易测量的状态变量进行了估计。基于LMI技术推导了滤波误差系统满足渐近稳定和具有H∞扰动衰减水平γ的充分条件。由于无偏条件的引入,克服了原有方法对待估计时滞系统是稳定的限制,可对临界稳定或不稳定时滞系统的不可测量状态进行估计,并且设计滤波器的计算量也减小。应用本文所提方法对由石油精炼过程构成的单时滞系统中的产品 P 含量进行了估计,并与时滞无关的无偏H∞滤波器相比,时滞有关的无偏H∞滤波器的估计精度高,说明了本文方法的可行性。     

Lur''''e系统的H∞容错控制研究

针对一类不确定Lur'e系统,设计了可靠H∞控制器.通过用凸多面体不确定性描述控制表面故障,建立了一种包含执行器故障与传感器故障的故障模型,得出基于线性矩阵不等式(LMI)的可靠H∞控制存在的充分条件,并提出了可靠H∞控制器的设计方法,通过求解LMI实现反馈控制器的设计.理论分析表明,该控制器保证了当所有控制元件运转正常或者部分控制元件出现故障时闭环系统具有渐近稳定性和可靠H∞性能.数值仿真例子验证了该控制器理论上的可行性.     

TS模型和H_∞观测器在卫星故障诊断中的应用

针对卫星姿态控制系统中的陀螺故障,分别在先验变量已知和未知两种情况下设计了基于TS模糊模型的H∞最优故障观测器,并证明了两种情况下H∞最优故障观测器的可行性.最后通过数学仿真验证所提出的故障诊断方法的有效性,并对两种H∞故障观测器的性能和实用性进行了综合比对.     

欺骗攻击环境下带有传感器故障的大规模电网分布式状态估计

本文研究了欺骗攻击环境下带有传感器故障的大规模电网分布式状态估计问题.通过引入拓扑关系来描述分布式传感器节点之间的相互关系,使用随机Bernoulli序列描述欺骗攻击模型及其随机特性.基于Lyapunov方法证明了带有传感器故障的系统在遭受欺骗攻击环境下的均方稳定及H_∞稳定的充分条件,并基于LMI设计了满足H_∞性能指标的分布式状态估计器.最后通过数值仿真验证了所设计估计器的有效性.     

基于观测器的离散马氏跳变系统的故障估计

基于观测器的离散马氏跳变系统(D-MJSs)是随机的,但系统待估计的故障是确定性信号,因此很难直接研究该系统的故障估计问题.针对该问题,本文提出一种构造辅助系统方法,通过对随机变量取期望来构造确定性的中间变量,进而建立的中间估计器可以同时估计系统状态和故障.此外,基于一种新的放缩手段,进一步考虑转移概率矩阵(TPM)不确定的情况.所有条件均以线性矩阵不等式(LMIs)给出,并保证状态误差是输入状态稳定的.数值仿真算例验证了所提方法的有效性和优越性.     

时滞离散LPV系统的鲁棒故障检测与分离

研究了一类具有时变时滞的离散线性参数变化系统的故障检测与分离问题,基于依赖于时变参数的滤波器构造残差产生系统,利用H∞控制理论将故障检测滤波器的设计归结为H∞滤波问题.所设计的滤波器能保证残差信号和故障信号之间的误差最小,且残差信号对控制输入、外界扰动信号具有鲁棒性.应用线性矩阵不等式技术得到了此类系统鲁棒故障检测滤波器存在的充分条件.数值仿真表明所提方法是可行的.     

故障估计下子空间预测控制的仿射设计

基于闭环系统的输入-输出观测数据,无需建立系统和故障的状态空间模型,采用直接设计的方法来估计故障,并设计控制器。对于故障的估计,利用闭环系统中输入-输出关系建立一个参数化的最小二乘问题。在施加故障的上下限约束条件下,采用快速梯度算法来估计故障。在故障估计的基础上,引入子空间预测控制的思想,考虑控制输入为仿射形式下如何设计控制器。对于仿射形式中的仿射项和增益项,借助分离性原理,采用相互迭代的最速下降法求解该2类未知参数矢量。为了验证本文方法估计故障和设计控制器,以直升机悬停状态为例说明了该方法的有效性。     

一类非线性输出注入系统的鲁棒故障估计

针对一类非线性输出注入系统,研究了基于自适应观测器的故障估计问题.非线性系统的主导部分是依赖于系统输出和控制输入的非线性函数,故障是依赖于控制输入和未知参数的非线性函数,但故障独立于系统输出.设计了保证诊断系统稳定的实现故障估计的自适应调节律, 并对调节律中的参数对故障估计精度的影响进行了分析.通过数值仿真,验证了本文方法和分析结果的有效性.