基于T-S模糊模型的非线性时滞系统H∞滤波器设计

基于Takagi-Sugeno模糊模型, 研究了时变时滞非线性模糊系统的滤波器设计方法. 通过构造改进的Lyapunov泛函, 结合自由权矩阵与矩阵解耦方法, 提出模糊H∞滤波器存在充分条件. 此充分条件较已有文献中类似条件具有更低的保守性. 并给出示例说明了所给出方法的有效性.     

具有输入和量测延迟系统的H∞量测反馈控制

致力于寻求同时具有输入输出时滞系统的H∞量测反馈控制器. 引入Krein空间及假量测的目的在于将原问题转化成最小化问题后可以使用新息重组技术. 最终, 我们得到了所期望的控制器, 并发现分离原理在某种程度上同样适用于时滞系统.     

具有随机采样特性的网络化系统H∞ 滤波

研究一类具有随机采样特性的网络化系统H∞滤波问题.通过将传感器的随机采样过程建模成马尔可夫链,将数据量化作用转化为模型的参数不确定性,并用二值随机变量描述丢包过程,从而用一个多随机变量的马尔可夫不确定性模型来描述滤波误差系统.应用Lyapunov稳定性理论和随机系统分析方法,导出了滤波误差系统随机稳定且具有给定H∞性能的充分条件,并给出了滤波器的设计方法.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

同步多速率系统H∞控制的J-无损失共轭化设计

针对提升后同步多速率控制器存在的因果约束问题,利用J-无损失共轭因子同H_∞控制相关的性质,提出了同步多速率系统H_∞控制的J-无损失共轭化设计.这一方法将提升后同步多速率系统的H_∞控制问题转化成求解共轭因子的问题,即只需求解相关特征值和Lyapunov方程,就可得到满足因果约束条件的控制器和相应闭环系统的参数化形式,同时对提升控制器的因果约束转化为范数有界真有理稳定传递函数矩阵空间BH^∞中任意参数的因果约束,同常规的逼近     

具有随机通讯时延的离散网络化系统的H∞滤波器设计

由于传感器和滤波器是通过有限带宽的网络连接的,因此系统的测量数据经常会出现时延,而且时延是随机的.本文讨论了具有一步随机通讯时延的离散网络化系统的H∞滤波器设计问题.利用线性矩阵不等式方法设计线性滤波器使得滤波误差系统是均方意义下指数稳定并具有给定的H∞性能.滤波器参数通过凸优化技术求解一个线性矩阵不等式得到.数值仿真表明设计方法的有效性.     

Delta算子描述系统的非脆弱H∞滤波器设计

研究了一类Delta算子描述的线性系统非脆弱H_∞滤波问题. 所设计的滤波器具有乘性的滤波器增益变化.采用线性矩阵不等式方法, 给出H_∞滤波器存在的充分条件, 所设计的滤波器在一定的乘性参数变化情况下, 仍能保证滤波误差系统渐近稳定, 且具有一定扰动抑制性能. 数值仿真例子说明了设计方法的有效性.     

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.     

外部干扰下SP型ICPT系统的H∞滤波器设计

对SP型ICPT系统在外部干扰下的H_∞滤波问题展开了研究。首先对SP型ICPT系统的电路拓扑进行研究并且以此创设了基于此电路拓扑的广义状态空间方程;然后通过滤波误差系统的渐近稳定判定条件求取H_∞滤波器的增益;最后通过实验仿真来验证本文所提出理论的准确性和可行性。     

噪声能量有限系统的无序量测更新

针对噪声能量有限网络系统的无序量测更新问题,利用延迟量测的预测估计和新息补偿的思想,提出了一种基于测量值求和形式H∞滤波器的无序量测更新方法.该方法能够利用系统参数的时不变性质,离线计算滤波参数,在无序量测发生与到达时,即能有效地处理,且能够保证滤波过程的实时性.该方法具有较强的扩展性,适用于参数不确定线性时不变系统的无序量测更新过程.仿真结果验证了所提方法的可行性.     

具有一步随机时滞和多丢包的网络系统H∞滤波器设计

在网络系统中由于连接传感器和滤波器的网络带宽有限,系统测量数据在传输中会出现随机时延甚至丢失. 本文讨论了具有一步随机时延和丢包的网络系统的H∞滤波器设计问题.基于新近提出的同时描述随机时延和丢包的模型,利用线性矩阵不等式方法设计线性滤波器,使得滤波误差系统均方指数稳定,并具有给定的H∞性能. 滤波器参数通过求解一个线性矩阵不等式得到.仿真研究说明了所提出算法的有效性.     

基于Krein空间的线性离散时变系统H∞故障估计

研究一类受L2范数有界未知输入影响的线性离散时变系统H∞故障估计问题. 首先将系统H∞故障估计归结为二次型最小化问题, 然后引入相应的Krein空间系统, 应用Krein空间Kalman滤波理论, 推导并证明H∞故障估计问题可解的充要条件, 给出基于矩阵Riccati方程的H∞故障估计器设计, 为故障估计问题提供新的理论方法, 并通过算例验证本文提出方法的有效性.     

基于T-S 模糊模型的采样数据网络控制系统H∞ 输出跟踪控制

研究具有采样数据的基于T-S (Takagi-Sugeno) 模糊模型网络控制系统H输出跟踪控制问题. 提出将采集器端数据采样周期、数据传输时滞和数据丢包转换为零阶保持器端数据更新周期, 在此基础上, 利用输入时滞法和PDC (Parallel distributed compensation) 技术, 建立网络环境下被控对象和参考模型合并的基于T-S 模糊模型的增广系统模型. 通过Lyapunov 方法, 并充分利用采样特性, 给出系统实现H输出跟踪的充分条件, 以及可靠模糊控制器的设计. 仿真结果表明所设计模糊控制器能够实现该类系统良好的跟踪.     

具有时变时滞的离散系统的H∞控制

主要研究了控制输入和外部输入中带有时变时滞的离散系统的有限时间H无穷控制问题. 首先通过定义一个取值为0或1的二元变量将具有时变时滞的单通道离散系统转化为多通道定时滞离散系统, 进一步利用该系统H无穷控制与相应倒向随机系统平滑估计之间的对偶关系解决该问题,通过与原系统维数相同的Riccati差分方程给出了该问题的解,并且给出了因果与严格因果H控制器存在的充分必要条件.     

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.     

H∞回路成形设计的鲁棒性

回路成形法设计中是用互质因子摄动来表示系统不确定性的. 文中对这种互质因子摄动进行了较详尽的分析, 指出系统中的弱阻尼模态会增大互质因子摄动的范数, 因而降低了允许的摄动值, 使系统实际上失去了鲁棒性. 所以H∞回路成形设计并不一定像所期望的那样具有鲁棒性. 文中并用一个参数摄动下的鲁棒性为例来进行说明.     

不确定线性时变时滞系统的鲁棒H∞ 滤波

研究一类不确定线性连续时滞系统的改进鲁棒H∞滤波问题.采用时滞分解方法,构造一种新的Lyapunov-Krasovskii泛函,并基于一种积分不等式讨论了确定性系统的H∞性能分析问题.然后,借助于线性化技术,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了滤波器存在的充分条件,并将确定性系统滤波器设计方法扩展到凸多面体不确定性情形.最后通过仿真算例说明了该方法的有效性.     

量测不确定下多传感器自适应粒子滤波算法

针对量测不确定条件下多传感器量测数据的有效利用问题,提出一种多传感器自适应粒子滤波算法.利用随机采样策略和量测模型转移概率实现当前时刻多传感器量测集合的采样,通过粒子滤波中重采样步骤完成估计状态和量测集合的更新,进而依据重采样后单个传感器量测数目在传感器量测集合中的比重实现当前时刻传感器量测的确认.该算法通过有效量测的合理选择,改善了扰动对滤波精度和计算量的不利影响.理论分析和仿真实验均验证了所提出算法的有效性.     

不确定非线性切换系统的鲁棒H∞控制

讨论了一类不确定非线性切换系统的鲁棒H∞控制问题．首先,基于多Lyapunov函数方法,设计状态反馈控制器以及切换律,使得对于所有允许的不确定性．相应的闭环系统渐近稳定又具有指定的L2-增益．该问题可解的充分条件以一组含有纯量函数的偏微分不等式形式给出,此偏微分不等式较一般Hamilton-Jacobi不等式更具可解性．所提出的方法不要求任何一个子系统渐近稳定．接着作为应用,借助混杂状态反馈策略讨论了非切换不确定非线性系统的鲁棒H∞控制问题．最后通过一个简单例子说明了控制设计方法的可行性．     

具有介质访问约束的网络化控制系统H∞状态估计

研究了一类存在介质访问约束和信号量化的网络化控制系统的H_∞状态估计问题。首先,考虑到介质访问约束和信号量化的影响,将信号量化误差转化为扇形有界的不确定性,对由于访问约束而未获得网络传输的系统输出采用加权补偿策略,根据网络介质的随机访问机制将网络化系统建模为具有不确定性的马尔可夫跳跃系统。然后,在此基础上借助李雅普诺夫稳定性理论和H_∞性能约束条件,利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)方法给出状态估计器存在的充分条件,所设计的状态估计器使得估计误差系统渐近稳定且具有给定的H_∞性能。最后,通过仿真实例验证了该设计方法的有效性。     

一类非线性系统的H∞鲁棒控制

考虑了一类带有扰动的仿射非线性系统的H∞控制问题，包括状态馈与动态输出反馈两种情形，我们基于HJI不等式的转换，直接给出了相应解的一种构造以及一种构造性判据，从而避免了通常的从数值求解HJI不等式的困难。