具有随机协议网络化系统的H_∞滤波

本文研究了一类具有随机介质访问协议网络化系统的H∞滤波问题.将传感器和滤波器的通信过程描述为一个马尔可夫链,进而将滤波误差系统建模成一个马尔可夫跳变系统.然后,运用李雅普诺夫方法和线性矩阵不等式技术,给出了滤波误差系统随机稳定且具有给定H∞性能的一个充分条件,并基于该条件给出了H∞滤波器的设计方法.最后的数值算例验证了本文方法的有效性.     

有限信息约束下的离散鲁棒滤波器设计

本文研究一类有限信息约束下的离散系统鲁棒滤波问题.滤波对象的测量输出经由多个量化器量化后发送给滤波器.在所考虑的滤波问题中,通过引入均匀分布的随机变量描述量化噪声,并采用随机系统的方法实现滤波误差系统的建模,从而将滤波误差系统建模成一个具有多个随机变量的不确定性系统.基于随机系统的分析方法,通过黎卡提方程给出了H_∞滤波器的设计方法,使得滤波误差系统均方稳定且符合给定的性能指标.最后,通过仿真算例验证了本文所提设计方法的有效性.     

随机时延网络化不确定系统的鲁棒H∞滤波

研究了一类具有随机时延的网络化不确定系统的 H∞ 滤波器设计问题. 这类时延的产生是由于传感器和滤波器通过有限带宽的网络连接而引起的系统测量数据的滞后, 而且它是随机发生的. 本文采用满足 Bernoulli 分布随机变量来描述测量数据的这种随机时延. 利用线性矩阵不等式, 给出了全阶和降阶的滤波器存在的充分条件. 所设计的滤波器使得滤波误差系统是均方指数稳定且具有给定的H∞ 性能. 数值仿真表明设计方法的有效性.     

具有随机通讯时延的网络化系统的l2-l∞滤波

研究具有随机通讯时延的离散网络化系统的l2-l∞滤波器设计问题.采用满足Bernoulli分布随机变量描述测量数据的一步随机时延;利用线性矩阵不等式方法设计线性滤波器,使得滤波误差系统在均方意义下指数稳定,并保证对于所有有界的外界扰动信号,滤波误差系统具有一定的l2-l∞扰动衰减水平.数值仿真表明了所提出设计方法的有效性.     

受一类多通道异构网络通信约束的网络系统H2/H∞滤波研究

针对异构网络中不同类型网络及每个通道在不同时刻所产生的网络诱导延时和数据丢包不同,使得异构网络环境下H2/H∞ 滤波更加困难的新问题,不同于目前广泛研究的单种类型网络环境下的H2/H∞滤波方法,首先,深入分析了异构网络通信特性并给出了数学描述公式,然后,建立了融合多通道异构网络通信约束的滤波误差动态系统综合模型.基于Lyapunov-Krasovskii 理论,证明了在已知有线网络和无线网络分别存在的最长网络诱导延时情况下,所设计的滤波器使得滤波误差动态系统随机稳定且满足给定的H2/H∞ 性能指标.仿真验证该方法可行且有效.     

具有长时延及丢包的网络控制系统H∞ 鲁棒滤波

研究了同时具有大于一个采样周期的随机传输时延及数据包丢失的网络控制系统H∞滤波问题.对于给定的丢包率,滤波误差系统被建模为具有两个事件速率约束的异步动态系统,利用异步动态系统理论给出滤波误差系统满足指数稳定和H∞性能指标的充分条件.H∞滤波器可通过解一组线性矩阵不等式求出.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

具有一步随机时滞和多丢包的网络系统H∞滤波器设计

在网络系统中由于连接传感器和滤波器的网络带宽有限,系统测量数据在传输中会出现随机时延甚至丢失. 本文讨论了具有一步随机时延和丢包的网络系统的H∞滤波器设计问题.基于新近提出的同时描述随机时延和丢包的模型,利用线性矩阵不等式方法设计线性滤波器,使得滤波误差系统均方指数稳定,并具有给定的H∞性能. 滤波器参数通过求解一个线性矩阵不等式得到.仿真研究说明了所提出算法的有效性.     

时延网络化控制系统的H2/H∞混合控制

针对存在多步随机传输时延的网络化控制系统模型,研究了其随机稳定性及H 2/H ∞混合控制问题.在一定的系统通信控制模式下,网络传输时延可以建模为一个马尔可夫随机过程,通过增广系统状态的方法将原系统转化为一个具有随机跳变系数的离散系统,同时通过建立随机跳变Lyapunov函数,构建了满足系统随机稳定的H ∞次优和H 2/H ∞混合控制状态反馈控制器.该控制器可通过求解一组耦合的矩阵不等式而得.仿真结果表明了此方法的可行性.     

随机时变时滞非线性马尔可夫跳跃系统故障检测问题研究

本文研究一类具有随机时变时滞及随机发生非线性(RONs)的离散时间马尔可夫跳跃系统的故障检测问题.针对多重时变时滞发生时所具有的随机特性,使用相互独立的伯努利随机过程来刻画这一现象.进一步地,在故障检测研究中考虑一类由伯努利分布白序列描述的随机非线性干扰.本文的目的是设计一个故障检测滤波器,使得整个误差动态系统满足均方指数稳定及相应的H∞性能指标.通过Lyapunov稳定性理论及随机分析技术,建立满足均方指数稳定和H∞干扰抑制的充分条件,进而使用半定程序方法求解一个凸优化问题,获取所设计的故障检测滤波器增益特性.最后,通过仿真算例证实了该设计方法的实用性和有效性.     

具有随机马尔可夫时延的网络控制系统H∞故障检测

针对存在随机时延的网络环境,研究了一类网络控制系统的H∞故障检测滤波器设计问题．考虑了可 由马尔可夫过程描述的随机时延,网络控制系统被建模成离散时间有限状态的马尔可夫跳变线性系统．基于此类模 型,构造了系统的残差发生器,相应的故障检测问题转化为H∞滤波问题．通过选择合适的滤波器增益,使得残差和 故障之间的误差尽可能地小,保证了残差对于未知输入的鲁棒性．以线性矩阵不等式的形式给出了故障检测滤波器 存在的充分条件,并运用锥补线性化方法完成了滤波器设计过程．数值算例表明,上述网络控制系统故障检测滤波 器不仅对故障敏感,同时对外界扰动具有鲁棒性．     

受复杂多通道通信约束的网络化系统H2/H∞滤波

多通道网络化系统中每个通道存在不尽相同的网络不确定性因素, 使得H₂/H_∞ 滤波更加困难. 对此, 提出一种受多通道通信约束的网络化系统滤波方法. 首先, 基于最大数据包错序思想解决了传感器到滤波器之间的复杂多通道通信约束的问题; 然后, 建立了更加普适的融合多通道通信约束的滤波误差动态系统模型, 证明了在已知最长网络延时和最大连续丢包数情况下, 所设计的滤波器可使系统随机稳定且满足??2/??∞ 性能指标. 仿真结果表明该方法可行且有效.

     

不确定线性时变时滞系统的鲁棒H∞ 滤波

研究一类不确定线性连续时滞系统的改进鲁棒H∞滤波问题.采用时滞分解方法,构造一种新的Lyapunov-Krasovskii泛函,并基于一种积分不等式讨论了确定性系统的H∞性能分析问题.然后,借助于线性化技术,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了滤波器存在的充分条件,并将确定性系统滤波器设计方法扩展到凸多面体不确定性情形.最后通过仿真算例说明了该方法的有效性.     

H∞ filtering of networked discrete-time systems with random packet losses

This paper studies the H_∞ filtering problem for networked discrete-time systems with random packet losses. The general multiple-input-multiple-output (MIMO) filtering system is considered. The multiple measurements are transmitted to the remote filter via distinct communication channels, and each measurement loss process is described by a two-state Markov chain. Both the mode-independent and the mode-dependent filters are considered, and the resulting filtering error system is modelled as a discrete-time Markovian system with multiple modes. A necessary and sufficient condition is derived for the filtering error system to be mean-square exponentially stable and achieve a prescribed H_∞ noise attenuation performance. The obtained condition implicitly establishes a relation between the packet loss probability and two parameters, namely, the exponential decay rate of the filtering error system and the H_∞ noise attenuation level. A convex optimization problem is formulated to design the desired filters with minimized H_∞ noise attenuation level bound. Finally, an illustrative example is given to show the effectiveness of the proposed results.     

不确定多智能体互联动态系统分布式鲁棒H∞协同控制

研究一类具有时延和切换拓扑的不确定多智能体互联系统的分布式协同控制问题,提出一类分布式鲁棒H∞协同控制器.该控制器能够在满足期望的H∞性能指标的前提下,使得所有智能体鲁棒地跟踪虚拟Leader.针对所提出的分布式H∞协同控制器,借助Lyapunov-Krasovskii泛函,利用线性矩阵不等式,推导出一系列充分(必要)条件,并且在通信拓扑连通的前提条件下,给出整个闭环系统的稳定性证明.仿真实例表明了所提出方法的有效性.     

具有时延和丢包的NCS鲁棒H∞控制

针对一类含有不确定参数的网络控制系统(NCS),研究网络中存在时延与丢包情况下的鲁棒?∞控制问题.构造一个新的Lyapunov-Krasovskii泛函,并基于改进的Wirtinger不等式推导出闭环NCS渐近稳定且满足?∞性能的充分条件,该条件能得到比已有文献保守性更小的结果.给出线性锥补算法以实现次优鲁棒?∞控制器增益的求解.最后通过多个数值实例验证了所提出方法的有效性.     

基于不完全转移率的连续Markov 跳变奇异系统的H∞ 控制

研究一类不完全转移率信息的Markov跳变奇异系统的H∞控制问题,提出连续Markov跳变奇异系统的新型有界实引理,并将其推广到不完全转移率条件.进一步设计H∞状态反馈控制器,使得闭环系统在转移率部分未知的条件下随机可容许,且满足H∞性能H.所得结论涵盖了奇异矩阵模态依赖情形,且表示为严格线性矩阵不等式形式,利于工程实现.最后,通过仿真算例表明了所提出方法的有效性和优越性.     

Networked H∞ filtering for linear discrete-time systems

This paper studies the problem of networked H_∞ filtering for linear discrete-time systems. A new model is proposed as the filtering error system to simultaneously capture the communication constraint, random packet dropout and quantization effects in the networked systems. A sufficient condition is presented for the filtering error system to be mean square exponentially stable with a prescribed H_∞ performance by employing the multiple Lyapunov function method. The obtained condition depends on some parameters of the networked systems, such as the access sequence of nodes, packet dropout rate and quantization density. With these parameters fixed, a design procedure for the desired H_∞ filter is also presented based on the derived condition. Finally, an illustrative example is utilized to show the effectiveness of the proposed method.     

Robust H∞ filtering for uncertain impulsive stochastic systems under sampled measurements

This paper is concerned with the problem of robust H_∞ filtering for uncertain impulsive stochastic systems under sampled measurements. The parameter uncertainties are assumed to be time-varying norm-bounded. The aim is to design a stochastically stable filter, using the locally sampled measurements, which ensures both the robust stochastic stability and a prescribed level of H_∞ performance for the filtering error dynamics for all admissible uncertainties. A sufficient condition for the existence of such a filter is proposed in terms of certain linear matrix inequalities (LMIs). When these LMIs are feasible, an explicit expression of a desired filter is given. An example is provided to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.     

基于参数依赖滚动时域H∞控制的高超声速飞行器控制

针对输入受限的高超声速飞行器强耦合、强非线性以及严重不确定性的特点,提出一种参数依赖滚动时域?∞控制(PD-RHHC)的方法.首先在考虑控制输入约束的条件下,引入参数依赖Lyapunov函数和松弛因子并提出了基于LMI优化的PD-RHHC;然后采用函数替换方法,结合张量积模型转换方法实现高超声速飞行器(HSV)纵向非线性弹性模型的LPV描述,并将PD-RHHC应用到高超声速飞行器纵向控制中,以实现HSV在大飞行包线内的机动飞行;最后通过仿真实验验证了所提出算法的有效性.