网络控制系统故障诊断滤波器

针对一类具有不确定网络诱导时延和范数有界未知输入影响的网络控制系统(Networked Control Systems,简称NCS),研究了故障诊断滤波器的设计问题.通过构造基于观测器的滤波残差系统,将故障诊断滤波器的设计问题归结为H∞滤波问题.通过引入2个附加的松弛矩阵使Lyapunov矩阵和系统矩阵分离,得到了一个新的鲁棒H∞性能判据,并基于该判据设计了系统的鲁棒H∞滤波器.设计的滤波器不但保证闭环系统的二次稳定性,同时使残差系统的H∞范数小于一个给定的衰减水平γ,并且设计了一个迭代算法来得到问题的优化解.最后通过一个仿真算例验证了所提出算法的可行性和有效性.     

一类线性Markov 跳跃区间时滞系统的 鲁棒??∞ 故障检测滤波器设计

研究一类线性Markov跳跃区间时滞系统的鲁棒H∞故障检测滤波器设计问题.采用基于自适应观测器的故障检测滤波器作为残差产生器,将鲁棒H∞故障检测滤波器设计问题归结为随机H∞滤波问题.应用Lyapunov-Krasovskii方法,通过引入松弛矩阵推导证明了问题可解的时滞依赖充分条件,并进一步通过求解线性矩阵不等式给出了故障检测滤波器参数矩阵的解.仿真算例验证了所提出方法的有效性.     

基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计LMI方法

研究受不确定性扰动影响情况下线性时不变连续时间系统的鲁棒故障诊断滤波器设 计问题.引入一种新的体现残差对于故障信号灵敏度和不确定性扰动鲁棒性的性能指标,从系 统的L2增益角度出发,将基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计问题形成为H∞优化问 题.然后应用线性矩阵不等式技术,给出并证明了该设计问题的解存在条件和求解方法.并通过 简例说明了算法的有效性.     

纯电动轿车车窗防夹的H_/H∞鲁棒故障诊断方法研究*

针对纯电动轿车车窗防夹使用安全方面的需求,以解析模型的故障诊断理论为基础,提出了H-/H∞性能指标的最优鲁棒故障诊断车窗防夹控制算法。该算法将车窗防夹事件发生时的电机转矩变化率看做故障,通过构建鲁棒故障诊断观测器产生一个残差信号,当车窗防夹发生时残差会显著偏离零值,从而将纯电动轿车车窗防夹检测问题转换为H-/H∞性能指标的鲁棒故障诊断问题,进而利用线性矩阵不等式LMI的方法来求解。在MATLAB环境下建立了Simulink模型,仿真结果表明了该算法在阈值设计为0.4721的情况下,能够在故障发生后0.15     

存在多步测量数据包丢失的线性离散时变系统鲁棒H∞故障检测滤波器设计

研究了一类存在多步测量数据包丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器(Fault detection filter, FDF)设计问题. 采用基于观测器的鲁棒H∞故障检测滤波器作为残差产生器,将故障检测滤波器的设计问题转化为一类随机时变系统的H∞滤波问题, 基于Riccati方程推导并证明了其存在的充分必要条件. 将滤波器参数矩阵求取转化为二次型优化问题, 通过求解Riccati方程, 得到滤波器参数矩阵的显式解. 算例验证了所提算法的有效性.     

一种新的时滞系统鲁棒故障诊断滤波器设计方法

研究具有扰动不确定的状态时滞系统鲁棒故障诊断滤波器的设计问题.通过对系统传递函数输入输出通道的组合变换,引入一种能够同时体现残差对扰动信号鲁棒性和对故障信号灵敏性的性能指标,将基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计问题转化为H∞优化设计问题,应用线性矩阵不等式(LMI)技术,给出并证明了该设计问题解存在的条件和求解方法.最后,通过一个仿真算例来验证本方法的有效性.     

一类时滞LPV系统的鲁棒故障检测

研究一类具有参数依赖时滞的线性参数变化系统的鲁棒故障检测问题,使残差信号和故障信号之问的误差最小,同时提高残差信号对控制输入和未知输入信号的鲁棒性．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,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．     

一类通讯受限不确定网络控制系统鲁棒H_∞滤波

针对一类通讯受限的不确定网络控制系统,砑究了鲁棒H∞滤波器设计问题.通过引入两个附加的松弛矩阵使Lyapunov矩阵和系统矩阵得到分离,得到了一个新的具有更低保守性的鲁棒H∞性能判据,并基于该判据设计了系统的鲁棒H∞滤波器.当将其应用于具有凸多面体不确定性的网络控制系统时可以得到和系统不确定性相关联的Lyapunov函数,有效降低了设计的保守性.数值算例验证了所提出算法的可行性和优越性.     

离散时间不确定系统的混合l1/H∞滤波

研究离散时间不确定线性系统的混合l1/H∞滤波器设计问题,目的是找到一个稳定的线性滤波器,使滤波误差系统在不同的滤波通道内具有不同的性能指标.利用参数依赖Lyapunov函数法,推导出新的鲁棒l1/H∞性能准则.基于该性能准则推导了全阶和降阶鲁棒l1/H∞滤波器存在的充分条件,并将滤波器的设计问题转化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化求解问题.     

不确定连续系统的鲁棒H2/H∞滤波

研究凸多面体不确定连续系统的鲁棒H2／H∞滤波问题．为降低设计的保守性．提出一种新的具有参数依赖Lyapunov函数的鲁棒H2／H∞性能准则．基于该性能准则，推导出鲁棒H2／H∞滤波器存在的充分条件．并将滤波器设计问题转化为具有线性矩阵不等式（LMI）约束的参数优化问题．     

连续切换LPV系统的鲁棒H∞滤波

探究连续切换线性参数变化(LPV)系统的鲁棒H∞滤波问题.对于整个参数变化空间,传统方法是设计单一LPV滤波器,具有较大的保守性.为此,利用多参数依赖Lyapunov函数设计了切换LPV系统的多参数依赖鲁棒H∞滤波器,以降低设计的保守性.考虑了平均驻留时间切换逻辑,所设计的鲁棒H∞滤波器能够确保滤波误差系统指数稳定且具有一定的H∞扰动抑制水平.数值仿真实例验证了所提出方法的有效性.     

一类非线性时滞系统的H_∞鲁棒故障检测滤波器设计

研究一类受时变时滞影响的非线性不确定系统H∞鲁棒故障检测滤波器设计问题.首先采用基于观测器的故障检测滤波器作为残差产生器,将故障检测滤波器设计归结为H∞滤波问题;然后应用Lyapunov-Krasovskii方法,推导并证明了问题可解的依赖时滞的充分条件,通过求解线性矩阵不等式得到了观测器增益矩阵的解;最后通过算例验证了所提出方法的有效性.     

广义时变系统的鲁棒H2/H∞滤波

研究一类广义时变系统的鲁棒H2/H∞滤波器的设计问题。 利用具有参数依赖的Lyapunov函数,结合线性矩阵不等式分别给出了使滤波误差系统容许且满足H∞性能约束的充分条件、使滤波误差系统容许且满足H2性能约束的充分条件以及使滤波误差系统容许且满足H2/H∞性能指标的充分条件。 基于该具有参数依赖Lyapunov函数的鲁棒H2/H∞性能准则推导出鲁棒H2/H∞滤波器存在的充分条件,并将滤波器的设计问题转化为线性矩阵不等式约束优化问题。 最后通过数值算例表明该方法的有效性。     

具有非线性扰动的广义系统的鲁棒H∞控制

研究具有非线性结构扰动广义系统的鲁棒H∞控制和鲁棒H∞保性能控制问题,该不确定性为时间和状态的函数.且满足Lipschitz条件.目的是分别设计系统的鲁棒H∞控制器和鲁棒H∞保性能控制器.应用线性矩阵不等式方法,分别给出了系统的鲁棒H∞控制器和鲁棒H∞保性能控制器存在的充分条件.当这些条件可解时,分别给出了鲁棒H∞控制器和鲁棒H∞保性能控制器的表达式.最后通过一个仿真算例说明了所给出方法的应用.     

时滞离散马尔可夫跳跃系统的鲁棒故障检测

研究具有状态时滞离散马尔可夫跳跃系统的鲁棒故障检测问题．基于依赖于系统模态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,应用线性矩阵不等式技术得到了此类系统的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．     

基于H∞范数优化的干扰观测器的鲁棒设计

研究干扰观测器的鲁棒优化设计方法, 应用H∞范数定义干扰观测器的优化性能评价函数, 把低通滤波器的设计问题转换为H∞闭环回路成形问题. 通过适当处理相对阶次条件等约束, 把带有约束的回路成形问题转换成无约束的H∞标准问题, 然后利用H∞标准问题的求解算法设计滤波器. 此外, 探讨了性能与频率加权函数的关系, 并在此基础上提出了加权函数的选取方法. 实验结果证明该方法设计简单, 且具有最优性和系统性.     

基于联邦滤波器结构的分散化H∞鲁棒滤波算法研究

深入研究了基于联邦滤波器结构的分散化H∞鲁棒滤波算法;通过研究H∞滤波器的结构和鲁棒 机制,提出一套H∞鲁棒信息滤波公式．在此基础上,建立了一套形式简单、可行性强的联邦H∞鲁棒滤波算 法．与传统联邦卡尔曼滤波算法相比,该算法仅增加一个鲁棒化环节,实际上是一种Krein 空间的联邦卡尔曼 滤波算法．最后,全面分析了该算法四种结构及其性能,仿真结果表明了其具有有效性和可行性．     

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.     

基于H∞滤波器的非线性摄动时滞系统的故障诊断

针对一类非线性摄动时滞系统，基于H∞滤波器技术，探讨了系统的故障诊断问题．首先引入参考模型，通过构建故障观测器，形成能反映系统故障的广义残差模型；然后通过基于线性矩阵不等式（LMI）的方法，将故障诊断问题转化为系统鲁棒稳定性分析问题，并给出该问题解存在的LMI条件和求法．该方法既提高了故障观测器对残差的敏感性，又有效地抑制了干扰，提高了故障检测的效果．仿真结果表明了该算法的有效性．     

不确定切换系统的鲁棒H∞控制:滑模控制设计

研究了一类不确定切换系统的鲁棒H∞控制问题, 提出一个新的鲁棒H∞滑模变结构控制方法. 该方法分为二个步骤. 首先是构造单鲁棒H∞滑模面, 使得降阶等效滑动模态在所设计的滞后切换律下是鲁棒镇定的且具有H∞扰动衰减度γ. 其次是设计变结构控制, 以确保切换系统的状态在有限时间内到达这个单鲁棒H∞滑模面. 仿真例子说明提出设计方法的有效性.