一类非线性对象基于区间观测器的L2增益性能综合

本文针对一类非线性系统,首次考虑了基于区间观测器的L2增益性能控制器设计问题.该控制器的设计主要分两个步骤:首先,设计了该非线性系统的区间观测器,使得观测器系统与原系统之间的误差系统为单调系统;然后,基于该区间观测器系统设计了观测器状态反馈控制律,使得相应的闭环系统为渐近稳定且具有L2增益性能.最后,仿真数例表明了本文所提出方法的有效性.     

基于向量集逆区间滤波的故障观测器设计

针对未知但有界扰动和噪声的线性时不变系统,提出一种基于向量集逆区间滤波的执行器故障观测器设计方法,以实现噪声未知但有界环境下的故障区间估计.通过将执行器故障视为增广状态向量,构造与原系统等价的增广系统;基于增广系统设计故障观测器,得到系统执行器故障的区间估计,同时利用多时刻的测量输出进行区间滤波;采用观测器估计区间和集逆收缩区间的交集,得到更紧致的当前时刻的状态区间,降低区间计算的包裹效应.仿真实例验证了所提方法的有效性和实用性.     

一类非线性系统的神经网络自适应区间观测器设计

本文研究了一类单输入单输出非线性系统的神经网络自适应区间观测器设计问题. 针对由状态和输入所描述的未知非线性函数的界不可测, 现有的区间观测器方法并未有效地处理系统含有参数不确定性的未知非线性函数. 首先, 本文构造两个径向基函数神经网络来逼近未知非线性部分, 进而分别估计系统状态的上下界; 然后, 选择合适的Lyapunov函数, 采用网络权值校正和网络误差选择机制确保所设计的误差动态系统有界和非负性, 并证明了神经网络自适应区间观测器的稳定性; 最后, 通过仿真实例验证了所提出的神经网络自适应区间观测器的有效性.     

基于非光滑观测器的迟滞三明治系统状态估计

针对带迟滞的三明治系统特点,构建了一种非光滑观测器以对系统状态进行估计.首先根据带迟滞三明治系统的特点,采用分离原理,建立了描述系统特性的非光滑状态空间方程.据此构造了能够随系统工作区间变化而自动切换的非光滑观测器,给出了相应的收敛定理及其证明.最后通过仿真,分别比较了非光滑观测器和传统的观测器对状态的跟踪效果,比较结果表明非光滑观测器对于带迟滞三明治系统状态变量估计的准确性要优于传统的观测器.     

基于区间观测器的动态系统故障诊断技术综述

介绍一种基于区间观测器的故障诊断技术.为突出区间观测器在故障诊断方面的优势,总结归纳针对不同类型系统构造的可以达到故障诊断目的的区间观测器,并讨论观测器的设计条件.例如,事件触发机制下的故障检测区间观测器,针对线性参数变化系统设计的基于区间观测器的故障检测机制,在区间观测器的框架下实现带有未知互联项的T-S模糊大系统的故障隔离,以及利用区间观测器对多智能体系统实现故障隔离.最后探讨该领域亟待解决的问题.     

基于非光滑观测器的间隙三明治系统状态估计

在工业领域, 机械传动系统、液压系统等往往含有间隙特性, 这类系统可以用带间隙的三明治系统描述. 本文针对带间隙的三明治系统特点, 构建了一种非光滑观测器以对系统状态进行估计. 首先根据带间隙三明治系统的特点, 采用分离原理, 建立了描述系统特性的非光滑状态空间方程. 据此构造了能够随系统工作区间变化而自动切换的非光滑观测器, 给出了相应的收敛定理及其证明. 最后通过伺服液压系统的例子, 分别比较了非光滑观测器和传统的观测器对状态的跟踪效果, 比较结果表明非光滑观测器对于带间隙三明治系统状态变量估计的准确性要优于传统的观测器.     

广义系统区间观测器设计

对于不确定或者未知输入系统, 常规鲁棒观测器设计对系统和干扰有较多限制条件. 区间观测器对系统具有宽松的前提条件, 且对干扰只要求有界, 因而区间观测器更具有广泛性. 针对离散和连续的广义未知输入系统, 研究区间观测器的设计问题, 通过对离散系统和连续系统进行不同的变换, 将系统转化为易于求取区间观测器系数矩阵的形式; 然后基于相同的参数求取方式, 给出广义系统区间观测器的设计方法. 仿真结果表明了所提出方法的有效性和正确性.

     

区间切换系统的状态观测器设计

讨论一类区间切换系统状态观测器的设计问题。采用共同Lyapunov函数方法、多Lyapunov函数方法,设计出状态观测器和相应的切换策略,以线性矩阵不等式的形式给出保证误差系统渐近稳定的充分条件。仿真算例验证状态观测器的有效性。     

基于有限时间观测器的混沌系统同步

根据有限时间稳定的定义,对混沌系统引入了有限时间观测器的概念,采用有限时间观测器实现混沌系统的同步,保证在给定的有限时间区间内,观测器状态与被观测系统的状态误差被限制在一个给定界内,从而达到观测系统状态的目的。利用线性矩阵不等式的方法,将观测器存在条件转化为求解系统的线性矩阵不等式。讨论了混沌系统同步的有限时间观测器的存在条件,并给出了观测器的具体设计。通过对Duffing-Holmes系统的同步仿真,验证了该方法的有效性。     

线性/非线性切换扩张状态观测器

为了解决非线性扩张状态观测器(NLESO)对大幅度扰动估计能力有限的问题,本文提出一种线性/非线性切换扩张状态观测器.首先分析了非线性扩张状态观测器对大幅度扰动估计能力有限的原因,然后提出在NLESO的非线性区间引入一段线性扩张状态观测器(LESO)弥补NLESO的缺陷,其次从理论上证明了提出的线性/非线性切换扩张状态观测器的收敛性.最后,通过数值仿真验证了提出的线性/非线性切换扩张状态观测器的可行性.