非线性不确定系统的鲁棒滑模观测器设计

Walcott-Zak观测器虽然对系统的非线性／不确定性具有鲁棒性,但观测器的设计需要满足严格的假设条件,设计参数的选取需要计算大量不等式。针对当系统维数较高时,Walcott-Zak观测器难以设计,在Walcott-Zak观测器基础上,提出了一种鲁棒滑模观测器,基于设计新的控制策略,避免了Walcott-Zak观测器所必须满足的严格条件,其设计条件没有Walcott-Zak观测器苛刻,设计参数的选取不需要求解大量方程,同时能保证对系统的非线性／不确定性具有鲁棒性。通过设计滑模,可以调整观测器跟踪系统状态的收敛速度,使状态估计达到预期的指标。仿真结果验证了控制策略的有效性。     

含未知输入的线性离散系统的状态观测器

研究了含未知输入的线性离散系统的全阶状态观测器,给出了观测器存在的充要条件和设计方法：设计一个干扰解耦观测器,用观测器的状态与系统输出估计线性离散系统的状态。     

一类非线性系统有限时间函数观测器设计方法

研究了一类非线性系统的有限时间函数观测器设计问题,发展了现有文献中的相关结果：（1）得到了非线性系统的渐近收敛函数观测器设计方法;（2）在所设计的非线性系统渐近收敛函数观测器的基础上,并结合有限时间观测器理论,给出了将要研究的非线性系统的有限时间函数观测器的设计新方法.所设计的有限时间函数观测器在任意给定的时间段内实现了对将要研究的非线性系统状态函数的精确重构.仿真例子验证了理论结果的正确性.     

一类非线性系统有限时间函数观测器设计方法

研究了一类非线性系统的有限时间函数观测器设计问题,发展了现有文献中的相关结果:(1) 得到了非线性系统的渐近收敛函数观测器设计方法;(2) 在所设计的非线性系统渐近收敛函数观测器的基础上,并结合有限时间观测器理论,给出了将要研究的非线性系统的有限时间函数观测器的设计新方法.所设计的有限时间函数观测器在任意给定的时间段内实现了对将要研究的非线性系统状态函数的精确重构.仿真例子验证了理论结果的正确性.     

非线性系统降阶鲁棒观测器的设计

本文根据一类非线性系统的特点,讨论非线性降阶观测器的设计,并结合控制系统的鲁棒度概念提出了降阶鲁棒观测器的设计原理。本文以一飞行器系统为例设计了非线性鲁棒观测器,并比较了相应的线性观测器,仿真结果充分说明本文提出的方法非常有效。     

类龙伯格非线性扩张状态观测器的研究

针对非线性扩张状态观测器的一般形式,引入一个增益因子,提出了扩张状态观测器的一种设计方法.运用该方法可以设计出任意阶的非线性扩张状态观测器,所设计的扩张状态观测器具有类龙伯格状态观测器的结构,并且其动态品质只与补偿矩阵的极点位置有关,与非线性函数的形式无关.选取满足条件的不同非线性函数可以得到不同形式的非线性扩张状态观测器.对二阶非线性不确定系统进行了仿真研究,结果表明了该设计方法的有效性.     

基于Hopfield神经网络的状态观测器设计

基于神经优化计算原理，给出了线性定常系统的状态观测器的设计方法。将观测器设计问题转化为约束非线规划问题，利用Hopfield神经网络在线的计算观测器的增益矩阵和输入矩阵，能够保证观测器输入信号的平均幅值接近最小。数字仿真结果表明了该方法的有效性。     

半闭环交流词服系统滑模观测器研究

研究了半闭环交流伺服系统的开环位移观测器数学模型,在传统伦伯格观测器基础上设计了滑模变结构观测器。计算机仿真研究结果表明滑厝变结构观测器可以较好地估计开环位移,提高了观测器的抗干扰能力,对于改进半闭环伺服系统的位置控制精度具有重要意义。     

时间延迟系统的观测器设计

给出了一种新颖的时间延迟系统的观测器设计方法．利用具有内部延迟的函数观测器实现了对状态延迟系统的状态估计．并给出了该观测器存在的充分必要条件．利用广义逆矩阵理论．将观测器的参数设计问题转化为求解一个参数矩阵的问题上来．同时．利用线性矩阵不等式技术，给出了一种不依赖时间延迟的函数观测器的稳定条件。     

线性时滞系统的传感器故障诊断

重点研究了线性时滞系统的传感器故障诊断问题．针对一类含有未知输入干扰的时滞系统,通过设计自适应诊断观测器,得到了一种新型的传感器鲁棒故障诊断方法．首先针对不含干扰的时滞系统,设计了自适应诊断观测器,然后考虑系统的外部扰动,设计了鲁棒自适应诊断观测器,分别证明了故障诊断系统的稳定性．设计的自适应观测器具有双重功能：作为故障检测器能够检测出故障的发生,以及作为故障诊断观测器能够理想的估计出故障随时间变化的形状．仿真结果说明了算法的有效性。     

一类更一般Lipschitz非线性系统的观测器设计

研究了一类更一般Lipschitz非线性系统的观测器设计问题, 将渐近收敛观测器设计问题转化为求解相应的增益矩阵问题, 并给出了增益矩阵满足的充分条件和计算该增益矩阵的方法. 首先, 当系统满足某种可检测性时,利用奇异值理论得到了使得观测误差渐近收敛的增益矩阵需满足的充分性条件, 并基于Riccati方程给出了计算增益矩阵的方法. 其次, 当系统不满足该可检测性, 但满足其它条件时, 仍存在使得观测误差渐近收敛的增益矩阵, 并类似地得到了增益矩阵满足的充分性条件和计算方法. 仿真算例验证了该理论结果的正确性.     

一类更一般Lipschitz非线性系统的观测器设计

研究了一类更一般Lipschitz非线性系统的观测器设计问题，将渐近收敛观测器设计问题转化为求解相应的增益矩阵问题，并给出了增益矩阵满足的充分条件和计算该增益矩阵的方法．首先，当系统满足某种可检测性时，利用奇异值理论得到了使得观测误差渐近收敛的增益矩阵需满足的充分性条件，并基于Rieeati方程给出了计算增益矩阵的方法．其次，当系统不满足该可检测性，但满足其它条件时，仍存在使得观测误差渐近收敛的增益矩阵，并类似地得到了增益矩阵满足的充分性条件和计算方法．仿真算例验证了该理论结果的正确性．     

基于非线性自适应观测器的飞机操纵面故障诊断

研究以非线性方程描述的飞机在操纵面发生损伤、卡死等故障时的自适应观测器诊断方法.通过引入有效性因子表征操纵导数变化的程度,将飞机操纵面故障诊断转化为具有未知参数的Lipschitz非线性系统的状态观测器设计问题.采用Lypunov方法,给出了观测器的结构形式和参数估计的自适应律,并在分析观测器渐近收敛的充分条件的基础上,给出了相关参数.数字仿真表明建议的自适应观测器能够快速且较准确地估计出有效因子的变化,验证了该方法的可行性.     

基于观测器的一类离散非线性系统的控制

研究一类离散非线性系统的观测器设计问题,基于Schur补引理和Lyapunov稳定性定理,提出一类离散非线性系统的观测器设计方法.证明了在适当条件下,提出的观测器保证观测误差渐近趋于零.进一步,提出了基于观测器一类离散非线性系统的反馈控制器设计方法.并给出在反馈控制的作用下相应闭环系统达到稳定的充分条件.     

离散型状态观测器的分离合并解耦算法

在工程中经常使用状态观测器来观测不可直接获取的状态量以实现系统的反馈或前馈控制。本文提出了用广义逆矩阵来设计离散型状态观测器,并建议了一种新的算法,即分离合并介耦算法来设计组合观测器。该法计算简单,便于实现。使用本算法对直流调速系统构成转速负载组合观测器,以实现转速反馈控制和扰动前馈补偿。实验证明该算法是合理可行的,系统性能得到明显地改善。     

基于切换的线性时滞系统H_∞观测器的设计

考虑一类线性时滞系统H∞观测器的设计问题,提出了一种新的设计手段。假设系统存在有限个备选的观测器,且每个观测器的增益矩阵是已知的,而每个单一的观测器均不能保证误差系统渐近稳定且具有H∞范数界。但通过在这有限个备选的观测器间切换的方法可以设计一个使误差系统渐近稳定且具有H∞范数界的切换律。研究结果表明切换技术的使用扩大了观测器增益阵的选取范围,它为线性时滞系统利用观测状态进行H∞稳定控制器的设计提供了一个新视角,且所得的结果可表示为易于求解的线性矩阵不等式(LMI)的形式。最后以一个仿真实例说明了结论的有效性。     

基于观测器的多变量线性鲁棒控制器设计

对满足匹配条件的参数不确定多变量线性系统，本文用带观测器的状态反馈实现了不确定线性系统的鲁棒稳定控制，通过选择一组合适的标量参数，求解两个代数黎卡提方程来设计状态反馈控制器和观测器，使闭环系统稳定。