采样数据系统故障检测的H∞方法

提出一种对采样数据系统进行故障检测的H_∞方法. 首先构造离散时间故障检测系统, 分析残差产生器的动态特性. 然后从故障检测的角度引入算子, 定量考察连续时间未知输入信号和故障信号对离散时间残差信号的影响. 最后优化残差产生器的参数, 使得故障检测系统对未知输入具有较强的鲁棒性, 同时对故障具有较高的灵敏度.     

采样数据系统的故障检测

研究了采样数据系统的故障检测问题.关键在于通过引入算子来分别描述连续时间的 未知输入信号和故障信号对离散时间的残差信号的影响,从而把鲁棒性和灵敏度问题定义为一 个优化问题,并给出了相应的解.仿真例子验证了该方法的有效性.     

灵敏度函数恢复的非奇异H∞方法

在控制器设计的ＬＴＲ方法中,说明在Ｈ∞范数意义下的灵敏度函数恢复与回路传递 函数的恢复是不等价的,但灵敏度函数的恢复更适合鲁椿控制问题。     

基于直接状态空间理论的H∞鲁棒控制器设计方法及实例

鲁棒性是系统的重要性能指标。H∞鲁棒控制能够解决系统存在不确定性时的鲁棒性问题。一般的H∞鲁棒控制器设计方法的计算量偏大。基于直接状态空间理论，通过无迭代的求解两个Riccati方程得到具有鲁棒性的控制器，从而解决了计算量偏大的问题。最后讨论了H∞控制理论的应用。     

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.     

采样控制系统的提升法H∞设计

考虑到常规的加权H∞设计并不能满足提升变换所要求的应用条件,针对满足提升变换条件的采样控制系统的扰动抑制问题,进行了提升法H∞设计。分析指出,只有加权系数的扰动抑制问题和输入端加权(函数)的扰动抑制问题能够满足提升变换的应用条件,因此可以用提升法进行H∞设计。通过具体的实例,针对两种问题分别进行了提升法H∞设计。仿真结果表明,加权系数的扰动抑制问题,虽然提升变换后的范数值等于原采样系统的L2诱导范数,但所得设计结果并不能代表系统真正的性能指标,不是真正意义上的H∞综合(synthesis);输入端加权函数的扰动抑制问题所得的结果是正确的,反映了synthesis所想要的性能,而且能够反映系统在采样时刻间的真实性能。     

弹性机器人的H∞控制

阐述了弹性机器人的控制问题，并针对单杆弹性臂，用混合灵敏度方法设计了Ｈ∞控制器。     

非均匀采样数据系统的故障检测

针对目前涉及较少的非均匀采样数据系统故障检测研究,研究了一类基于观测器的故障检测滤波器设计问题;对于非均匀采样数据系统,首先利用提升技术推导出系统的提升状态空间模型,然后选用基于未知输入观测器的故障检测滤波器来作为残差产生器;同时给出一种故障检测滤波器设计的H_∞最优化设计方法,并给出其最优解及存在条件;最后通过一个示例进行验证,结果证明了该方法的有效性;该方法能够有效地实现对非均匀采样数据系统的故障的检测。     

具有时变采样周期的网络控制系统的H∞控制

研究了具有时变采样周期的网络控制系统的H∞鲁棒控制器设计问题．提出了基于变采样周期的切换方法（采样周期在有限集合内切换），并利用该方法将存在时变采样周期、长时延以及丢包的网络控制系统建模为切换系统．在此基础上，通过把一个非凸的可行性问题转化为受线性矩阵不等式约束的多目标优化问题，研究了网络控制系统的H∞控制器设计方法．仿真结果验证了基于采样周期切换的H∞控制器设计方法的有效性．     

时滞依赖H∞滤波器的有限频故障检测方法

本文研究了线性离散时滞系统的有限频鲁棒故障检测问题.利用故障估计技术,将故障检测滤波器设计问题转化为时滞依赖的H∞滤波器设计问题.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滤波器可以取得比已有结果更好的故障检测性能.     

被动变采样周期网络控制系统的H∞控制器设计

本文研究了具有被动变采样周期网络控制系统的H∞控制器设计问题。提出了基于采样周期切换的方法（采样周期在有限集合内切换），并利用该方法将具有时变采样周期及时延的网络控制系统建模为切换系统。在此基础上，通过求解满足一组线性矩阵不等式约束的多目标优化问题，研究了网络控制系统的H∞控制器设计方法。仿真结果验证了基于采样周期切换的H∞控制器设计方法的有效性。     

线性时滞系统故障检测滤波器设计H∞优化方法

研究一类线性时滞系统的基于观测器的故障检测滤波器设计问题.通过对线性时滞系统进行广义坐标变换,得到了只包含输入、输出时滞,无状态时滞的新的系统表达形式.在此基础上,选用基于观测器的故障检测滤波器作为残差产生系统,使得到的残差动态方程为仅包含未知输入时滞和故障时滞的线性时不变形式,进而可应用已取得的线性时不变系统故障诊断研究成果设计故障检测滤波器.同时给出一种线性时滞系统故障检测滤波器设计的H∞优化设计方法,并通过算例验证了所提方法的有效性.     

基于LMI全方位移动机器人H∞鲁棒控制

针对机器人控制领域中一类多输入多输出(MIMO)高阶线性时不变系统,根据模型自身的结构特点,给出了基于线性矩阵不等式(LMI)的通过局部反馈H∞控制实现整个系统对不确定扰动具有鲁棒性的充分条件及相关推论,并在此基础上提出了一种解决该类型系统H∞控制问题的新算法。通过对一完整约束移动机器人系统的局部输出反馈H∞控制仿真,说明了此算法具有良好的控制效果和实用性。     

混合H2/H∞参数辨识

研究了混合H2/H∞参数辨识问题.将混合H2/H∞估计方法应用到系统参数辨识中,给出了混合H2/H∞参数辨识算法.所得的算法不仅能满足规定的鲁棒性能,且为最小二乘(LS)参数估计误差判据提供了一个最优上界.结果表明:提高辨识的鲁棒性,需要牺牲辨识的精度作为代价.最后,仿真结果也验证了该方法的有效性.     

基于输出时滞方法的非均匀采样数据系统传感器故障检测(英文)

研究一般非均匀采样数据系统鲁棒传感器故障检测设计问题.首先,基于输出时滞方法将非均匀采样数据系统转换成具有时变时滞输出的连续系统;然后,选择故障检测滤波器作为残差产生器,并将故障检测设计问题描述成一个多目标优化问题,即连续时间过程噪声和离散时间测量噪声对残差信号的H∞范数小于一个给定值,同时传感器故障对残差信号的l2增益大于一个给定值,基于输入输出方法以矩阵不等式的形式给出该多目标优化问题有解的充分条件;进一步的,提出一个迭代算法来权衡噪声鲁棒性与故障灵敏度,并将矩阵不等式转换成可解的线性矩阵不等式.最后,对某型飞控系统的仿真实验验证了所提方法的有效性.     

鲁棒极点约束的H∞设计

讨论在H∞混合灵敏度问题中加极点约束以避免零极点对消的设计问题,给出了乘性不确定性下的鲁棒极点约束的LMI。讨论了极点约束问题中性能权函数的处理方法。给出了H∞控制挠性系统的设计算例。     

参数不确定系统的H∞估计问题的显式解和中心解

研究在连续时间情形下的具有部分参数不确定性的系统的H∞状态估计问题,它可以被化简为带有一个自由可调参数对象的H∞状态估计,由此可得到滤波器的简洁通解显式.并进一步研究了H∞估计的中心解,以及它与卡尔曼滤波器的关系.实例计算表明,对于参数具有不确定性的系统,H∞滤波器的性能明显地优于卡尔曼滤波器.     

不确定时变采样数据系统的鲁棒H∞滤波

研究了一类时变采样不确定系统的鲁棒H∞滤波问题。视参数不确定性为外部扰动,通过构造辅助信号,将不确定时变采样数据系统的鲁棒H∞滤波转化为确定性时变采样数据系统的H∞滤波问题,然后利用离散跳变系统的有界实引理,提出了不确定时变采样数据系统的鲁棒H∞滤波的新定理。滤波器的存在性等价于一组带有限离散跳变的Riccat方程有解性,同时给出了滤波器的参数化设计方法。方法的主要优点是：在鲁棒H∞滤波器存在性定理的证明过程中。通过寻找适当的尺度因子将鲁棒滤波问题转化为等价的确定性滤波问题,没有采用不等式关系。从而避免了同类研究中复杂的证明过程。