一种基于方差约束H∞鲁棒滤波新算法

基于方差约束,研究一类不确定线性定常随机离散系统的H∞滤波问题。提出了一种鲁棒滤波的新算法,该算法克服构造对角矩阵约束性较强,缺乏一般性的缺点,给出了基于线性矩阵不等式(LMI)的同时满足方差和H∞约束的鲁棒滤波器,且在自由参数允许的前提下,与同类算法相比,其滤波增益较小,滤波误差协方差也较小。文中给出的数值算例验证了本算法的有效性。     

非线性奇异时滞系统的鲁棒同时保性能优化控制

针对一组非线性奇异时滞系统的鲁棒同时保性能控制问题进行研究,用范数有界的不确定参数的微分方程组描述所考虑的系统;基于Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式方法给出存在同时保性能控制器的充分条件;对具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题求解,进而明确给出使得性能指标函数上界达到最优值控制器的表达式;该控制器的设计方法不仅使得奇异时滞闭环系统组正则、无脉冲、同时鲁棒稳定,而且性能函数上界最优;最后,给出算例验证该方法的有效性。     

具有约束方差的不确定性Delta算子系统的鲁棒滤波器设计

系统的状态估计在航迹互联, 机动目标跟踪过程中有着重要的作用.本文研究了一类方差约束的不确定Delta算子系统的鲁棒滤波器的设计问题,通过求解修正的Riccati方程得到了不依赖于不确定性的鲁棒滤波器, 使得对所容许的不确定性参数,系统的每个状态的估计方差不大于预先给定值;并讨论了期望的滤波器存在的条件.最后给出一个例子来验证所给方法的有效性.     

T-S模糊控制在飞行器滚动通道设计中的应用研究

应用线性参变系统二次稳定的充要条件,采用TakagiSugeno模糊模型对某飞行器的滚动通道动力学模型进行了逼近,推导出公共正定矩阵P存在的条件,将控制器的设计问题转化为线性矩阵不等式的凸优化问题,综合考虑响应速度和输入限制等控制品质,利用并行分布补偿方法设计了满足总体需求的二次稳定控制器.数字仿真的结果表明所设计的控制器能够较好地解决飞行器控制系统设计中的全局稳定性问题,是一种研究飞行器控制系统设计的有效方法.     

基于满意滤波的目标图像跟踪

针对复杂背景下目标图像跟踪要满足区域极点与滤波误差方差指标约束问题,根据满意控制与满意估计思想[1],利用线性矩阵不等式法将跟踪系统的鲁棒满意估计问题转化为线性矩阵不等式组(LMIs)约束凸优化问题,给出了一种有效的满意滤波设计方法.通过这种方法进行满意波门设计,推演满意滤波算法,并以此对图像目标进行航迹跟踪实验,验证了相关结论.     

一类不确定线性离散时间系统的鲁棒H2滤波

研究凸多面体不确定线性离散时间系统的鲁棒H2滤波问题。借助于线性矩阵不等式(LMI)技术，提出了一种新的扩展离散时间系统H2性能准则，在此基础上，推导出放宽的鲁棒H2滤波器存在的充分条件，能够为滤波器的设计提供更多的自由度。理论分析和仿真结果表明，与现有方法相比，该方法具有较低的保守性。     

不完全量测下航迹辨识系统中滤波方差的期望收敛性问题

目标跟踪航迹辨识系统常常出现信号丢失现象,这时递推误差协方差阵(ECM)是一个随机过程;针对探测率小于1的不完全量测,给出了估计误差协方差系统统计稳定性的条件和稳态Kalman滤波的线性矩阵不等式(LMI)计算法。对给定滤波方差约束指标,设计一种新的滤波器,使得模型容许的噪声强度尽可能的大。在目标跟踪中,它的工程意义是在选定探测器性能指标下,设计出能适应目标机动范围较大的滤波器。最后利用航迹辨识系统的数值算例对研究结果给出了说明。     

考虑导弹自动驾驶仪动态特性的H∞导引律

为拦截机动目标并克服导弹自动驾驶仪动态特性对制导性能的不利影响,提出一种考虑自动驾驶仪动态特性的H_∞鲁棒导引律。将综合制导与自动驾驶仪2阶动态特性的3阶线性时变状态方程表示为多面体线性参变系统,应用线性矩阵不等式（LMI）方法设计了具有参数依赖增益的线性状态反馈形式的新型H_∞鲁棒导引律,参数依赖增益中的系数是通过求解以LMI为约束的凸优化问题得到的。仿真结果表明：尽管不需要目标加速度的任何信息,新型H_∞导引律依然具有较强的鲁棒性,且具有较高的制导精度。     

不确定性矩阵在区域集合中的稳定边界

本文研究非结构不确定性矩阵的鲁棒稳定边界问题.通过计算非结构不确定性矩阵谱范数的上界,可以保证非结构不确定性矩阵的特征值均位于复平面的指定D域--线性矩阵不等式(LMI)域内,文中推导出D域为若干个LMI域的交集或并集时的LMI表达式,计算非结构不确定性矩阵在LMI域集合中的稳定边界.最后,分别就D域为单一LMI域、LMI域的交集和并集三种情形举例说明非结构不确定性矩阵稳定边界的计算过程,经过与以往方法计算的结果进行比较,证明该方法是有效的.     

一类时延网络控制系統的H∞鲁棒控制

研究一类具有不确定时延的网络控制系统的H∞鲁棒控制问题。假设网络控制系统的控制器与执行器均为事件驱动，传感器为时间驱动，网络诱导时延是时变、不确定的，且小于传感器的采样周期；将此类网络控制系统的广义被控对象建模为一类具有不确定性的线性离散系统。基于Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)方法，导出了闭环系统渐近稳定且满足给定H∞性能指标的充分条件，并给出控制器的设计方法。仿真表明该方法是有效的。     

T-S模糊跟踪控制在飞行器控制回路中的应用研究

针对飞行器控制回路设计中的跟踪问题。给出了采用分布并行补偿控制技术的Takagi-Sugeno模糊控制系统实现无静态误差跟踪的定理。利用线性参变系统二次稳定的充要条件证明了满足某飞行器俯仰通道二次稳定的公共正定矩阵P的存在性，考虑控制输入限制和气动参数在其标称值的30％范围内变化的控制品质．利用Matlab软件的LMI工具箱设计了满足闭环系统二次稳定的T—S模糊跟踪控制器，数字仿真的结果表明所设计的控制器满足总体设计的要求。     

宽带时间延迟-时间尺度检测与估计精度探讨

模糊函数是研究信号分辨的重要理论,它对无噪声环境下的分辨研究具有重要作用,但当存在噪声时,该方法易产生较大偏差。Cramer-Rao下限(CRLB)是无偏估计方差的下限,它特别适合于对估计器的性能分析。文中研究和分析了宽带信号的时间延迟和时间尺度估计的CRLB,以及它们与发射信号的关系。通过仿真对有效持续时间、均方带宽、发射信号形状等与时间延迟和时间伸缩估计的关系进行研究。文中研究结果对基于卡尔曼滤波器的小波变换域检测器相关器(WTD-EC)具有重要的意义。     

激光导向伺服系统中满意PID调节器的LMI设计

利用带有图像处理功能的小型激光导向伺服系统,可以大大降低目标坐标测定仪操作手跟踪动态飞行目标的操作难度,从而提高激光回波率.与经典的矩阵分解方法不同,本文以线性矩阵不等式方法,研究了激光导向伺服系统的满意PID调节器设计问题.首先从约束指标的相容性出发,给出满足与给定圆形极点约束相容的输出方差的取值范围.然后,在此取值范围内,得到了求取同时满足上述两种约束的PID调节器参数的方法.靶场试验结果证明了其有效性.     

基于T-S 模糊的复合式高速直升机鲁棒控制器

针对复合式高速直升机在不同飞行模式过渡过程中气动特性和操纵方式变化显著,并存在参数不确定的 特点,设计一种基于T-S 模糊的鲁棒跟踪控制器。根据T-S 模糊理论,将复合式高速直升机纵向非线性模型转化为 T-S 模型,在设计跟踪控制器时引入模糊前馈,采用Lyapunov 方法证明系统跟踪误差渐近稳定,并运用线性矩阵不 等式求解控制器参数。仿真结果表明：该控制器能确保复合式高速直升机准确跟踪空速参考指令,对系统的不确定 具有强鲁棒性。     

光电跟踪系统的激光回波率下界估计

为了优化目标测定仪中的激光回波率指标,将激光回波视为不完全量测序列,并将回波率下界描述成一个非线性矩阵不等式(NMI)的最优解,利用摄动线性化方法给出了NMI的求解算法.通过对匀速直线航路、匀速圆周航路和俯冲航路3种场景中的激光回波率进行仿真求解.结果表明,当激光回波率大于下界时,统计意义下的估计误差协方差对任意初值均...     

离散不确定时滞系统的保成本控制

针对一类具有范数有界时变参数不确定性离散时滞性系统和一个二次型成本函数 ,研究该系统的保成本控制问题 ,利用 Lyapunov稳定性理论 ,得到了系统存在不仅使闭环系统稳定 ,而且使得闭环系统的成本不超过某个确定的上界的保成本状态反馈控制律的条件 ,通过求解一个参数 Riccati方程给出了最优控制律的设计方法 ,并导出了与不确定性相关的控制律表达式 ,并给出数值例子验证了所给方法的有效性     

基于LMI的两级串联式ISD半主动悬架H_∞控制

针对带有两级串联式ISD半主动悬架的二自由度模型,选取加权函数阵整定两级串联式ISD半主动悬架系统的性能指标,应用LMI H∞控制算法设计出两级串联式ISD半主动悬架H_∞输出反馈控制器,该方法能够有效地解决系统的鲁棒干扰抑制问题.仿真结果表明,与传统半主动悬架、两级串联式ISD被动悬架以及传统被动悬架相比,所设计两级串联式ISD半主动悬架能够有效改善汽车的乘坐舒适性和行驶安全性.     

广义2-D Roesser模塑的状态滤波器

研究了状态和测量同时受白噪声干扰时广义随机2-DRoesser模型的状态滤波器设计问题。将Kalman滤波器的设计推广至广义2-DRoesser模型。通过逐行扫描法,模能重构的广义2-DRoesser模型的滤波问题得到了解决,获得了状态向量的最优滤波的计算公式。计算步骤和例子说明了设计的滤波器的有效性。     

控制系统误差估计及在反馈控制中的应用

利用最优不等距节点的样条函数表示制导工具系统误差 ,建立了一个能同时估计制导工具系统误差和外弹道测量系统误差的数学模型及参数估计方法 ,在此基础上 ,利用落点折合信息 ,提出了导弹命中精度的反馈控制方法     

导弹鲁棒H∞输出反馈姿态跟踪控制器设计

针对导弹姿态跟踪系统,设计了一种基于线性矩阵不等式( LMI)的鲁棒H∞ 输出反馈姿态跟踪控制器。在被控对象参数变化剧烈的情况下,基于H∞准则,通过求解LMI,得到只运用输出进行反馈控制的鲁棒控制器参数。为使鲁棒控制器达到实际应用的要求,对控制器进行了改进,并采用导弹6自由度非线性数学模型进行了验证仿真。仿真结果表明,这种鲁棒输出反馈控制器在具有良好的姿态跟踪特性的同时,还具有良好的抗干扰性能。