高速采样下含网络攻击的信息物理系统$H_/H_infty$故障检测

研究高速采样情况下,含有网络攻击的信息物理系统多目标故障检测问题.考虑系统同时存在时变时延、执行器网络攻击和传感器网络攻击,基于Delta算子对上述系统进行离散化处理,建立在高速采样的条件下,故障与攻击并存的离散时间模型.构造H＿/H_∞故障检测滤波器,使系统具有对随机扰动的鲁棒性,且具有对检测信号的高灵敏性.采用Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式的方法,提出系统具有渐近稳定性以及H＿/H_∞性能的充分条件.仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性.     

基于LMI的Delta域内的H∞滤波器问题

用LMI方法来研究Delta算子描述下的线性定常系统的H∞滤波器问题，基于一个LMI给出了Delta域内的H∞观测器型状态估计器，充分显示了在Delta域内用LMI方法设计的优越性；比较好地给出了随机滤波问题的解决办法，并用一个例子说明了本方法的有效性。     

Delta算子系统具有圆形区域极点约束的非脆弱H∞滤波器设计: 一种LMI优化方法

研究了一类Delta算子线性系统具有圆形区域极点配置的非脆弱 H∞滤波器设计问题. 本文的目的是设计滤波器使得滤波误差系统不仅满足给定的圆点极点约束或D稳定约束, 而且从扰动输入到滤波误差的传递函数满足给定的 H∞范数约束. 所设计的滤波器具有乘性的滤波器增益变化, 基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法, 给出具有区域极点配置的Delta算子离散系统非脆弱 H∞滤波器存在的充分条件. 数值仿真例子说明设计方法的有效性以及所提设计方法具有更小的保守性.     

具有反馈增益不确定的Delta算子系统H∞控制

基于线性矩阵不等式（LMI）方法，研究Delta算子系统状态反馈增益具有加性不确定时的H∞非脆弱控制器的设计问题．给出既能保证闭环Delta算子系统稳定，又有一定H∞性能的充分必要条件．利用相关引理把该充分必要条件转化为LMI形式．数值算例表明。所提出的设计方法是有效的．     

Delta算子描述的离散系统故障检测滤波器

研究基于Delta算子模型的离散时间系统故障检测问题.推导了Delta算子系统的故障可检测和可分离条件,给出了Delta算子模型的故障检测滤波器设计方法.研究表明,在采样周期很小时,Delta算子故障检测趋近于连续模型的相应结果,可统一处理连续系统和离散系统故障检测的相关问题.仿真实例验证了该方法的有效性.     

基于LMI的Delta域内的H∞状态反馈设计

利用LMI方法讨论和研究Delta算子描述下的线性定常系统的H∞控制问题,并给出了连续系统、Z变换所得到的离散系统和Delta算子所描述的系统三的H∞控制问题的比较。结果表明,Derlta算子所描述的系统的设计方法更适合于离散系统,尤其适合于小采样周期系统。     

Delta算子切换系统的鲁棒滤波器研究

研究了一类参数不确定线性Delta算子切换系统的鲁棒H∞滤波器设计问题。提出利用多Lyapunov函数和平均驻留时间方法,以线性矩阵不等式的形式给出了参数不确定Delta算子滤波误差切换系统指数稳定性条件,并进行了肌性能分析,从而进一步给出Delta算子切换系统鲁棒肌滤波器存在的充分条件和设计方法。所设计的滤波器不但保证系统参数不确定时闭环系统指数稳定,而且满足所期望的H∞性能指标。仿真结果证明了设计方法的有效性和可行性。     

新的基于LMI的鲁棒故障检测滤波器设计方法*

提出一种新的基于LMI的滤波器设计方法,能够解决在线性时不变系统中进行故障检测时所遇到的多目标优化问题。通常在故障检测中,H∞范数用于描述残差对于外界干扰的鲁棒性,而H指标用于描述残差对于故障的灵敏度。通过引入残差的误差值,将多个指标（H∞和H指标）统一转换成H∞范数,从而将故障检测滤波器的设计问题转换成对H∞范数优化问题;然后用一种新颖的基于LMI的方法来求解;最后,将本算法应用于某导弹发生故障的纵向平面模型,仿真结果表明了该算法能有效、及时地检测出故障。     

不确定Delta算子系统的鲁棒H∞重构控制

讨论一类含有参数不确定和执行器故障的Delta算子系统鲁棒H∞重构控制设计问题.通过利用故障检测与隔离(FDI)技术,在考虑不可检测故障执行器输入为能量有界的干扰信号情形下,基于H∞干扰抑制的思想,给出了系统可鲁棒H∞镇定的充分条件.所设计的控制器可使闭环系统鲁棒稳定,而且对可允许的不确定性和执行器故障具有一定的H∞性能.数值例子说明了本文设计方法的有效性.     

一类高速采样不确定系统的鲁棒H∞滤波器设计

研究含有多面体参数摄动Delta算子系统的鲁棒H∞滤波问题．基于Delta算子系统有界实引理，提出了新的参数依赖型鲁棒H∞性能准则．利用该性能准则，采用线性矩阵不等式技术推导了此类系统全阶鲁棒H∞滤波器存在的充分条件，并通过求解一个凸优化问题来设计滤波器．与基于二次稳定的滤波方案相比，该方法具有较小的保守性．最后以数值示例验证了所提出方法的可行性．     

基于采样测量值的不确定系统鲁棒H∞滤波

讨论了一类基于采样测量值的不确定系统鲁棒H∞滤波问题,所考虑的系统同时具有连续和离散干扰.对于所有的不确定性,研究了系统稳定性条件,并利用采样测量值设计了一个稳定的滤波器,滤波误差满足指定的H∞性能.给出了滤波器存在的充分条件,并利用矩阵变换得到了设计滤波器的LMI方法,通过求解LMI可以方便地得到滤波器的表达形式.最后,数值算例说明了所设计方法的有效性和可行性.     

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．     

具有多测量数据包丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器设计

研究存在多数据包丢失现象的线性离散时变系统有限时间域内故障检测滤波器(Fault detection filter, FDF)设计问题. 在数据包具有时间戳标记的条件下, 设计基于观测器的FDF作为残差产生器, 构造两类FDF. 其一为H-/H∞-FDF或H∞/H∞-FDF. 定义故障到残差和未知输入到残差的广义传递函数算子, 将此类FDF设计问题转换为随机意义下H-/H∞ 或H∞/H∞性能指标优化问题. 其二为H∞-FDF, 将此类FDF设计问题转化为随机意义下的H∞滤波问题. 采用基于伴随算子的H∞优化方法, 通过求解递推Riccati方程, 得到上述两类FDF设计问题的解析解. 通过算例验证所提方法的有效性.     

状态和控制含多时滞的离散系统H∞容错控制

针对状态和控制输入同时具有多个时滞的线性离散时间系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法(LMI),采用无时滞记忆的状态反馈控制律,研究了执行器故障情况下,离散多时滞系统的H∞容错控制问题.在采用连续执行器故障模型条件下,给出了系统没有干扰输入时存在无时滞记忆的状态反馈容错控制器的充分条件;进一步,给出了在H∞扰动衰减指标约束下,系统存在无时滞记忆的状态反馈H∞容错控制器的充分条件,并将结论推广到离散故障模型的情况.仿真结果证明了所提H∞容错控制器设计方法的正确性和有效性.     

具有多通道数据传输的飞行器网络控制系统故障检测

研究具有多通道数据传输的飞行器网络控制系统故障检测滤波器(FDF)设计问题.考虑每个通道存在各自的网络时延,且丢包符合Markov随机过程.首先,将系统建模为转移概率部分已知的离散Markov跳变线性系统,并设计了基于观测器的故障检测滤波器,将故障检测问题转化为H∞滤波问题;然后,利用LMI工具给出了FDF的可解条件和求解方法;最后,通过某飞行器网络控制系统的数值仿真实验验证了所提出方法的有效性.     

Delta算子不确定系统扩展参数依赖H_∞控制

研究了含有多面体参数摄动Delta算子系统的参数依赖H∞控制问题.基于Delta算子系统有界实引理,提出了扩展参数依赖H∞性能准则.利用该准则,以参数化的线性矩阵不等式形式给出了参数依赖H∞控制器存在的充分条件,并通过求解优化问题设计控制器.研究结果表明该方法保守性较低,且物理概念清晰.数值示例验证了所提方法的有效性.     

存在通讯限制的网络控制系统鲁棒故障检测

对一类具有随机丢包和通讯限制的网络控制系统的鲁棒故障检测问题进行研究;考虑控制器到执行器间存在通讯限制以及传感器到控制器间存在数据丢包,并将丢包用Bernoulli随机二进制分布进行描述;在此基础上建立带有故障的离散时间模型,基于所建立的模型设计故障检测滤波器,使得残差系统随机稳定,同时滤波误差系统的H∞范数满足给定的衰减水平;所设计的故障检测滤波器不但保证了残差系统对故障的灵敏,同时对系统的外部扰动输入具有鲁棒性;数值算例验证了文章所提方法是可行的.     

基于H∞滤波器的不确定状态时滞系统鲁棒故障诊断

针对一类具有未知输入和模型不确定性的动态时滞系统，基于H∞滤波器技术研究了系统的鲁棒故障检测问题．利用H∞控制理论得到了系统的故障检测滤波器设计方法，证明了故障检测残差对不确定性具有范数界的鲁棒性；然后利用线性矩阵不等式（LMI）技术来求解此时滞独立H∞滤波器设计问题，并给出了该滤波器解存在的条件以及滤波器增益矩阵的求解方法．最后，通过一个仿真例子验证了本方法的有效性．     

具有执行器故障的Delta算子系统D稳定H_∞鲁棒容错控制

研究Delta算子描述的不确定线性系统在区域极点约束和H∞范数界约束下的鲁棒容错控制问题。利用线性矩阵不等式（LMI）理论,给出了在执行器失效情况下Delta算子不确定系统在区域极点约束下的鲁棒H∞容错控制存在的充分条件,并可通过求解LMI得到鲁棒容错控制器的设计。所得结果可将连续系统和离散系统的有关结果统一到Delta算子框架中。数值算例验证了该方法的可行性。     

具有随机马尔可夫时延的网络控制系统H∞故障检测

针对存在随机时延的网络环境,研究了一类网络控制系统的H∞故障检测滤波器设计问题．考虑了可 由马尔可夫过程描述的随机时延,网络控制系统被建模成离散时间有限状态的马尔可夫跳变线性系统．基于此类模 型,构造了系统的残差发生器,相应的故障检测问题转化为H∞滤波问题．通过选择合适的滤波器增益,使得残差和 故障之间的误差尽可能地小,保证了残差对于未知输入的鲁棒性．以线性矩阵不等式的形式给出了故障检测滤波器 存在的充分条件,并运用锥补线性化方法完成了滤波器设计过程．数值算例表明,上述网络控制系统故障检测滤波 器不仅对故障敏感,同时对外界扰动具有鲁棒性．