区间系统的离散鲁棒Kalman滤波

着重研究区间系统的鲁棒滤波问题.通过等价变换,将区间系统转换为对应的矩阵范数不确定系统,并据此导出区间系统的鲁棒滤波算法.该算法为一离散验后(a posteriori)滤波算法,它能保证区间系统的滤波误差有界.理论分析和实际计算结果表明,本算法能达到比验前(a priori)滤波小得多的滤波误差的方差上界.     

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.     

线性时变不确定离散系统的输出反馈鲁棒镇定研究

研究线性时变不确定离散系统的输出反馈鲁棒镇定问题。得到的动态输出反馈补偿器确保对于所有容许不确定性可以镇定被控对象。推导出动态输出反馈补偿器存在的充分条件。最后通过求解一个等价的线性时不变离散系统的标准Ｈ＾∞输出反馈控制问题,构造出线性时变不确定离散系统的动态输出反馈补偿器的系统矩阵。     

离散系统状态和参数鲁棒滤波分离算法

提出了一种离散系统的鲁棒分离滤波方法.为了对状态向量进行较准确估计,将鲁棒滤波器分为:1)零误差状态估计器;2)不确定矩阵估计器;3)鲁棒合成器.零偏差状态估计器是假定系统的不确定部分为零时的状态估计器;其新息作为不确定部分的估计变量,并由此估计系统的不确定部分;最后,根据系统不确定部分估计误差的上下界,用鲁棒合成器对状态向量的估计值进行鲁棒修正.为了在合成器中得到鲁棒滤波的逼近计算式,通过变换状态估计误差的协方差阵,得到了系统矩阵不确定部分的误差上界不等式逼近,并且得到了估计误差协方差阵逆阵的下界不等式逼近,从而给出了鲁棒合成滤波的完整算法.     

离散系统的鲁棒卡尔曼滤波新方法

提出了一个线性离散不确定系统的卡尔曼滤波新算法,当系统矩阵和观测矩阵都存在不确定误差时,该算法能保证系统的滤波误差有界。相对不确定系统的标称系统来说,该算法是无偏的。与同类处上比,该算法计算简单,计算量较小,实际算例显示了算法的有效性。     

参数不确定时滞系统的鲁棒稳定性

研究一类具有参数不确定时滞系统的鲁棒稳定性问题．假定其线性部分的参数不确定性由区间摄动模武描述，非线性部分的动态不确定性由积分二次约束(IQC)描述，给出了时滞互联系统鲁棒稳定的充分条件，并根据IQC乘子的特性，将无穷维稳定性检验问题转化为一维检验或有限检验问题．     

离散系统的鲁棒最小方差滤波新算法及分析

提出了一种线性离散不确定系统鲁棒最小方差滤波新算法.当离散系统含有不确定项时,能保证滤波误差的方差有界且最小.同已有算法相比,该算法只需要求解两个相互独立的离散Riccati方程,可大大降低鲁棒滤波的计算和分析难度.通过对算法稳定性和设计参数取值范围的分析表明,为了保证这种鲁棒滤波器存在,只要求离散系统中受不确定项影晌的子系统二次稳定即可.实际算例显示了算法的有效性.     

具有随机丢包的非线性网络化控制系统鲁棒故障检测

针对具有随机丢包的Lipschitz非线性网络化控制系统,研究了系统存在外部干扰情况下的鲁棒故障检测问题。由于带宽有限,传感器-控制器和控制器-执行器的网络通道中存在随机数据包丢失,鉴于此,设计一种基于观测器的故障检测滤波器,给出存在故障检测滤波器的充分条件,使误差系统均方指数稳定并达到鲁棒H∞干扰抑制水平,同时给出基于观测残差均方值的故障检测策略。通过仿真算例验证了所提出方法的有效性。     

基于Kalman滤波的网络丢包补偿器

针对网络控制系统中普遍存在的连续丢包问题,建立了网络控制系统状态反馈丢包补偿模型,提出了1种基于Kalman滤波的连续丢包补偿器算法。把具有数据包连续丢失补偿的网络控制系统描述为具有3个事件的异步动态系统,并且给出了系统稳定性的证明。该补偿器具有较高的预测补偿和抗干扰能力。仿真结果表明卡尔曼滤波连续丢包补偿器算法的有效性。     

不确定离散线性系统的鲁棒镇定

针对一类具有范数有界时变不确定性的离散性线系统,研究其二次稳定化状态反馈控制律的设计问题。推导出二次稳定化控制律存在一个充分必要条件,该条件被塌一步等价地表示成一个线性矩阵不等式的可解性问题。后者可用现有方法方便地求解,且它的解提供了所有二次稳定定化控制律的一个参数化表示。     

Robust Stabilization of Uncertain Networked Control Systems with Data Packet Dropouts

The data packet dropouts phenomenon is usually inevitable when information transmit- ted among communication networks.In this paper,the robust stabilization problem for uncertain networked control systems with data packet dropouts is studied.First,an uncertain discrete-time switching system model is presented to describe these networked control systems.The stability equiv- alence is then proved between this switching system and an uncertain impulsive difference system. Moreover,a sufficient condition is obtained for the asymptotical stability of the nonlinear impulsive difference system.From this condition the robust stabilization problem is dealt with for the uncertain impulsive system.Main results are given in linear matrix inequalities.Finally a numerical example is given to illustrate the theoretical results.     

A Switched System Approach to Robust Stabilization of Networked Control Systems with Multiple Packet Transmission

This paper considers robust stabilization of networked control systems (NCSs) with the problem of multiple packet transmission. Two parts of uncertainties are considered in this paper: norm‐bounded parameter uncertainties in the plant, and norm‐bounded parameter uncertainties in the controller. For sensor nodes and actuator nodes communicating through a limited communication channel, we are particularly interested in the case that only one packet containing part of the state information can be transmitted through a toking‐bus every time. Stability of the NCSs with multiple packet transmitted in a periodic manner is closely related to that of periodically switched systems. For NCSs with and without uncertainties in the plant and the controller, stabilizing state feedback controllers are constructed in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Numerical examples are given to illustrate the feasibility and effectiveness of the proposed approach.     

带多丢包和滞后随机不确定系统的最优线性估计

研究了带多丢包和滞后网络化随机不确定系统的最优线性估计问题. 通过白色乘性噪声来描述系统参数的随机不确定性. 通过一组满足Bernoulli分布的随机变量来描述数据传输过程中发生的丢包和滞后现象. 应用新息分析方法, 设计了线性最小方差意义下的最优线性估值器, 包括滤波器, 预报器和平滑器. 给出了稳态估值器存在的一个充分条件. 仿真例子验证了其有效性.     

具有双通道数据包丢失的Delta算子系统故障检测

研究同时存在双通道数据包丢失和时变时延的Delta算子网络控制系统（NCSs）故障检测问题.假定数据包丢失发生在控制器到执行器、传感器至控制器的数据传输过程中，并且利用两个相互独立的伯努利随机变量描述是否发生丢包.将上述的NCSs建模为网络切换系统，提出任意切换律下故障检测滤波器的设计方法.利用线性矩阵不等式（LMIs）方法、Lyapunov-Krasovskii泛函和平均驻留时间等得出所考虑的网络切换系统具备指数均方稳定性的充分条件.证明了所用的网络切换系统满足H_∞性能，并推导出了滤波器参数的显式表达.数值仿真结果验证了所提方法的有效性.     

离散不确定系统的鲁棒预测控制

对预测控制中模型不确定性的处理一直是预测控制算法亟待解决的问题.考虑一类包含模型不确定性的控制对象模型,提出一种极大极小预测控制器设计方法.在滚动优化的每一步,考虑了状态变量不完全可测的情况,引入动态输出反馈的思想得到一个最坏条件下的性能指标的最优解,以最坏条件下的性能指标为求解优化问题的上界,通过线性矩阵不等式的方法求解凸优化问题.并从理论上证明了所设计的鲁棒预测控制器对不确定模型是稳定的.通过仿真算例的分析,证明了极大极小鲁棒预测控制器设计的有效性.     

一类离散非线性不确定时滞系统的鲁棒滑模滤波

This paper is concerned with the problem of robust sliding-mode filtering for a class of uncertain nonlinear discrete-time systems with time-delays. The nonlinearities are assumed to satisfy global Lipschitz conditions and parameter uncertainties are supposed to reside in a polytope. The resulting filter is of the Luenberger type with the discontinuous form. A sufficient condition with delay-dependency is proposed for existence of such a filter. And the desired filter can be found by solving a set of matrix inequalities. The resulting filter adapts for the systems whose noise input is real functional bounded and not be required to be energy bounded. A numerical example is given to illustrate the effectiveness of the proposed design method.     

带未知通信干扰和丢包补偿的多传感器网络化不确定系统的分布式融合滤波

研究了带有未知通信干扰、观测丢失和乘性噪声不确定性的多传感器网络化系统的状态估计问题.通过白色乘性噪声描述系统状态和观测中的随机不确定性,采用一组服从Bernoulli分布的随机变量描述网络传输过程中存在的观测丢失现象,且数据传输中存在未知的网络通信干扰.当发生丢包时,以当前丢失观测的预报值进行补偿.对每个单传感器子系统,应用线性无偏最小方差估计准则设计了不依赖于未知通信干扰的最优线性滤波器.推导了任两个局部滤波误差之间的互协方差阵.进而,应用矩阵加权融合估计算法给出了分布式融合状态滤波器.仿真例子验证了算法的有效性.     

具有多输入时滞的不确定广义系统的时滞相关鲁棒镇定

研究具有多输入时滞及参数不确定性的广义系统的时滞相关鲁棒镇定问题. 首先利用LMI给出相应的标称系统的时滞相关镇定准则. 然后, 基于这个准则, 设计状态反馈控制器, 使得对任何允许的不确定参数相应的闭环系统是正则, 稳定, 无脉冲的. 最后的数值算例表明所提方法是有效的.     

不确定离散时间系统鲁棒稳定控制

根据Lyapunov稳定性定理,针对不确定离散时间系统鲁棒稳定状态反馈控制问题,提出一种方法,即通过不确定矩阵秩1分解,计算加权矩阵,沿用线性最优调节器问题的Riccati代数方程,设计鲁棒稳定调节器,并讨论了控制矩阵的不确定程度与鲁棒稳定调节器的存在性关系问题.