时滞依赖H_/H∞观测器的线性系统故障检测

本文研究了线性连续时滞系统的鲁棒故障检测问题.利用H_/H∞故障检测方法,设计了故障检测观测器,并给出了时滞依赖的故障检测观测器设计条件.本文直接给出刻画有限频故障检测性能的线性矩阵不等式条件,避免因引入加权函数而产生的不准确性.最后,仿真算例表明时滞依赖的有限频故障检测观测器可以取得比已有结果更好的故障检测性能.     

一类非线性时滞互联系统模糊分散输出反馈控制

对于一类状态不可测非线性互联时滞系统,给出一种基于观测器的模糊分散输出反馈控制方法.首先采用模糊T-S模型对非线性互联时滞系统进行模糊建模,在此基础上给出了模糊分散观测器和基于观测器的模糊分散输出控制器的设计.应用李亚普诺夫函数法和线性矩阵不等式方法给出了模糊分散控制系统稳定的充分条件.仿真结果进一步验证了所提出的模糊分散控制方法的有效性.     

具有时变时滞的离散切换系统基于观测器的H∞控制

利用多Lyapunov函数方法，研究一类具有时变时滞的线性离散切换系统基于观测器的H∞控制问题．通过设计对角分块形式的多Lyapunov函数矩阵．使切换律只依赖于观测状态．在基于观测器的切换反馈控制策略下,给出了系统实现H∞控制的充分条件，且条件可以表示为与时滞界相关的线性矩阵不等式（LMI）的形式．同时还给出了切换律、观测器和控制器的设计方案．最后用一个仿真例子表明了结论的有效性．     

基于观测器的广义时滞系统弹性保成本控制

在同时考虑系统矩阵参数不确定性和控制器不确定性对系统性能影响的前提下,研究了一类基于观测器的不确定广义时滞系统的弹性保成本控制问题.基于Lvapunov稳定性理论,通过构造广义Lyapunov函数和广义二次性能指标函数,以线性矩阵不等式的形式给出了基于观测器状态反馈的弹性保成本控制器的设计方法.该控制器不仅保证了广义时滞系统是鲁棒稳定而且使其具有相应的性能指标上界.采用一种新方法将系统弹性保成本控制器设计和状态观测器增益矩阵求取转化为两组严格线性矩阵不等式的可行解问题.最后通过算例验证了该方法的可行性和有效性.     

单边Lipschitz 非线性时滞系统的函数观测器设计

基于线性矩阵不等式理论, 研究一类非线性时滞系统的函数观测器设计. 通过选取合适的Lyapunov-Krasovskii 泛函, 得到函数观测器增益矩阵存在的充分条件, 并系统地提出函数观测器增益矩阵的设计方法. 仿真实例表明, 所设计的函数观测器是可行有效的.

     

分数布朗运动干扰下广义随机系统滑模控制

本文考虑分数布朗运动干扰下时滞广义随机系统的基于观测器的滑模控制.首先设计了不受分数布朗运动干扰的状态观测器,然后给出了基于观测器的积分型滑模面函数的定义.为了研究观测器系统有限时间随机有界性,构造了带有二重积分的新型Lyapunov函数来处理分数布朗运动.利用奇异值分解原理,解决了观测器增益矩阵设计问题.利用线性矩阵不等式和Gronwall不等式得到了系统随机有界性的充分条件.同时给出了滑模面函数的有限时间可达性分析.最后的数值仿真验证了所提方法的有效性.     

不确定多时滞离散切换系统的输出反馈镇定

针对一类具有多重状态时滞和凸多面体不确定性的离散切换系统,研究该系统在任意切换信号下基于状态观测器的输出反馈鲁棒镇定问题.首先通过状态变量的替换将多时滞项转变成不含时滞项,再利用分段Lyapunov函数和线性矩阵不等式方法,导出凸多面体不确定多时滞离散切换系统基于观测器的输出反馈鲁棒镇定的充分条件,并将此条件转化成为一组线性矩阵不等式的可行性问题,同时给出基于状态观测器的输出反馈控制器.仿真结果表明设计方法是可行有效的.     

中立型非线性不确定时滞系统的控制器设计

研究了一类中立型非线性不确定时滞系统的稳定性分析和状态观测器设计问题,系统包含状态时滞和非线性不确定性,基于Lyapunov稳定性理论,给出了该类时滞系统在非线性不确定性满足增益有界的条件下状态观测器存在的充分条件,并通过线性矩阵不等式(LMI)方法构造得出基于状态观测器的动态输出反馈控制器,最后给出一个数值算例验证了本文结果的有效性.     

基于观测器的不确定广义时滞系统鲁棒预测控制

针对一类不确定广义时滞系统,讨论了其基于观测器的鲁棒预测控制问题,给出了系统观测器型预测控制器的设计方法.通过构造带有误差项的Lyapunov函数,应用线性矩阵不等式,将无穷时域二次性能指标"min-max"优化问题转化为凸优化问题,得到了鲁棒预测控制器存在的充分条件和显式表达式.证明了优化问题在初始时刻的可行解能保证广义闭环系统渐近稳定且正则无脉冲.仿真实例验证了所提出方法的有效性.     

奇异时滞系统的全阶规范观测器的设计

由于奇异时滞系统代数结构的复杂性,往往在构造观测器的结构和计算系数矩阵时遇到很大的困难.利用Lambert W函数的特征值配置技术,给出了奇异时滞系统的全阶规范观测器的新的设计步骤.在此基础上,利用Simulink建模对观测器的可行性进行了验证,并通过Matlab对具体算例进行了仿真.仿真结果表明系统的动态误差状态渐进稳定.因此,算法是一种针对奇异时滞系统的观测器设计的有效方案.     

基于观测器的非线性网络控制系统容错控制

研究了一类基于观测器的非线性连续网络控制系统容错控制器设计问题.针对传感器采用时间驱动方式,控制器和执行器均采用事件驱动方式的网络控制系统,设计了观测器,建立了基于状态观测器的增广闭环系统模型.利用线性矩阵不等式和自由权矩阵的方法,推导出闭环系统渐近稳定的充分条件,给出了观测器和容错控制器协同设计的方法.实例仿真证明了所用方法的有效性.     

一类非线性系统的函数观测器设计

研究单边Lipschitz非线性系统的函数观测器设计.基于线性矩阵不等式获得了函数观测器增益矩阵存在的条件,然后提出函数观测器增益矩阵的设计方法.通过一个仿真实例,验证所设计的函数观测器不仅能够估计系统的状态,而且可使观测误差快速收敛到零.     

基于永磁同步电机的LPV转速观测器设计

针对提高永磁同步电机无位置传感器速度跟踪控制精度问题,提出了一种基于线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)转速观测器设计方法。该方法借助状态估计实现对旋转坐标系下定子电流、转子角转速等状态的重构。首先根据LPV电机模型,推导出观测器的LPV状态模型方程,然后根据Lyapunov稳定性理论,获得闭环系统的稳定性条件,再利用奇异值分解方法,将Lyapunov稳定性条件转化为线性矩阵不等式条件,通过求解不同凸胞形顶点处的观测器增益矩阵,最终合成反馈增益,实现对电机的高精度的速度跟踪控制。仿真结果表明,该观测器能够快速准确的跟踪上电机转速。     

Sliding mode control-based linear functional observers for discrete-time stochastic systems

Sliding mode control (SMC) is one of the most popular techniques to stabilise linear discrete-time stochastic systems. However, application of SMC becomes difficult when the system states are not available for feedback. This paper presents a new approach to design a SMC-based functional observer for discrete-time stochastic systems. The functional observer is based on the Kronecker product approach. Existence conditions and stability analysis of the proposed observer are given. The control input is estimated by a novel linear functional observer. This approach leads to a non-switching type of control, thereby eliminating the fundamental cause of chatter. Furthermore, the functional observer is designed in such a way that the effect of process and measurement noise is minimised. Simulation example is given to illustrate and validate the proposed design method.     

Functional observer-based sliding mode control for linear discrete-time-delayed stochastic systems

Functional observers are the primary solution to sundry estimation problems, wherein full- or reduced-order observer cannot be directly applied. This paper presents a functional observer-based sliding mode control method for the linear discrete-time delayed stochastic system. Stability analysis of sliding function is presented for the delayed stochastic system with a linear matrix inequality approach. The functional observer method for the linear discrete-time-delayed stochastic system is proposed based on the Kronecker product approach. Sliding mode controller is estimated using the functional observer method. Finally, to demonstrate the efficacy of the proposed design, comparison of its performance with some of the well-known existing state feedback controller is presented.     

中立型时滞系统基于状态观测器的控制设计-LMI方法

研究一类中立型时滞系统基于状态观测器的反馈控制问题。目的是利用线性矩阵不等式(LMI)方法设计状态观测器和动态输出反馈控制器,使得相应的闭环系统渐近稳定。最后给出一个数值例子验证了本文所给结果的有效性。     

线性广义系统的区间观测器设计

本文研究了连续时间线性广义系统的区间观测器设计问题.首先根据正系统的稳定性判据提出了一种基于线性矩阵不等式的广义区间观测器直接设计法,然后通过引入更多的设计自由度进一步放宽了区间观测器的设计条件,扩大了设计方法的适用范围.所提出的设计方法无需坐标变换,是一种直接设计方法.最后,通过两个仿真算例验证了所提出方法的有效性.     

New scheme for discrete observer design with estimation error covariance assignment

This article presents an innovative method for solving an estimation error covariance assignment problem to design an observer for a stochastic linear system. In the proposed method, the covariance assignment problem is converted to the problem of finding an extra noise-like input to the observer. Using appropriate matrix manipulation, the Riccati equation of the estimation error covariance assignment problem, is converted to a new deterministic linear state-space model. Also, the extra noise-like input to the observer is modelled as an input to the new deterministic linear state-space model. Therefore, all the conventional and well-defined control strategies could be applied and there is no need to solve a complicated Riccati equation. Moreover, using the proposed method, a multi-objective estimation error covariance tracking problem would be easily converted to the problem of controlling a standard deterministic linear state-space system. Based on the integral control method, which is applied to the new state-space model, formulations for the proposed covariance feedback law are presented. The control law results in a stable closed-loop covariance system and assigns a pre-specified covariance matrix to the estimation errors.