分散化H^∞鲁棒滤波理论研究

为改善传统分散化卡尔曼滤波器对系统模型和噪声统计特性的过分依赖性,以及解决分散化H-infinity鲁棒滤波算法的复杂性问题,深入研究了分散化H-infinity滤波的算法结构和鲁棒机理,提出一套H-infinity鲁棒信息滤波公式.通过证明,本文公式与S.H.Jin等人提出的相应公式是等价的,但相比之下更加简单、直观.在此基础上,参考分散化卡尔曼滤波算法的思想,提出一套分散化H-infinity鲁棒滤波算法.与传统算法相比,该算法更加简单、实用.仿真结果表明,新算法有效、可行.     

离散系统方差约束鲁棒H2/H∞滤波的新算法

考虑带有稳态误差方差约束的线性受扰系统的鲁棒H2/H∞滤波问题.引入了广义逆矩阵,提出了一个新的算法.通过直接解两个Riccati方程后,获得滤波器,并且同时满足3个性能要求:滤波过程是渐近稳定的;每个状态的稳态估计误差方差不超过规定的上界;从外部噪声输入到误差状态输出的传递函数的H∞范数满足规定的上界.一个数字例子说明了这种设计方法的有效性.     

联合H∞滤波算法及其在组合导航系统中的应用研究

针对联合卡尔曼滤波器对系统模型和系统噪声先验知识依赖性过强的局限性，基于H∞滤波对系统模型和噪声等不确定性因素具有极强的鲁棒性能的特点，介绍了一种H∞滤波的分散化技术，并在此基础上提出了联合H∞滤波算法，给出了信息分配方式，并对其性能作了详细的分析．指出该算法能有效解决局部滤波器测量更新之间的相关性问题。对MIMU／GPS／HMR组合导航系统进行了计算机仿真，仿真结果表明，该联合H。滤波算法虽然不是最优的，但是其状态估计精度仍然要优于分散H∞滤波器的估计精度。     

随机不确定系统的鲁棒H∞滤波

研究在同时具有参数和随机不确定的情况下的鲁棒H∞估计问题.假设系统的方程由Ito随机微分方程描述,不确定的参数是范数有界的,外部干扰是随机不确定的.通过解一个线性矩阵不等式,可以设计鲁棒H∞滤波器,最后给出的一个例子对理论分析进行了阐述.     

广义时变系统的鲁棒H2/H∞滤波

研究一类广义时变系统的鲁棒H2/H∞滤波器的设计问题。 利用具有参数依赖的Lyapunov函数,结合线性矩阵不等式分别给出了使滤波误差系统容许且满足H∞性能约束的充分条件、使滤波误差系统容许且满足H2性能约束的充分条件以及使滤波误差系统容许且满足H2/H∞性能指标的充分条件。 基于该具有参数依赖Lyapunov函数的鲁棒H2/H∞性能准则推导出鲁棒H2/H∞滤波器存在的充分条件,并将滤波器的设计问题转化为线性矩阵不等式约束优化问题。 最后通过数值算例表明该方法的有效性。     

H∞滤波与Kalman滤波的对比研究

在一般情况下，Kalman滤波技术应用得比较广泛。然而，在系统模型和噪声统计特性存在不确定性的条件下，Kalman滤波的应用就受到了一些限制，而H∞滤波可有效地解决Kalman滤波所遇到的问题，不仅估计精度高，而且还具有鲁棒性。本文首先简单介绍了H∞滤波和Kalman滤波，然后又分为三个方面对二者的性能进行了比较分析。     

具有H∞误差界的鲁棒最小方差滤波

本文研究了含有范粗界数不确定的的线性连续系统在未建模外部干扰信号作用时的鲁棒最小方差滤波问题。     

不确定时滞中立系统的鲁棒H∞滤波

研究一类噪声干扰信号和被估计信号带有参数不确定性时的时滞中立系统的鲁棒H∞滤波设计问题.假设参数不确定性具有线性分式形式,给出的滤波器使误差系统渐近稳定且达到指定的干扰抑制水平.该方法将系统中的范数有界不确定作外部干扰处理,将不确定中立系统的鲁棒H∞滤波问题转化为确定系统的H∞滤波设计.最后通过解线性矩阵不等式得到可采...     

基于多传感器的序贯式融合有限域H∞滤波方法

与集中式和分布式融合滤波器相比, 序贯式融合滤波器不仅保证了估计精度相同, 而且在对测量值即到达即滤波、部分测量值缺失等方面都具有灵活性、自适应性和实时性等特点. 为此, 本文针对一类噪声能量有界的多传感器动态系统, 给出了一种序贯式融合有限域H∞滤波器. 首先, 利用测量值扩维的方法, 给出一种集中式融合有限域H∞ 滤波器; 然后, 利用H∞滤波的性能指标与二次型不等式之间、以及Hilbert空间二次型的稳定点与Krein空间正交投影之间等的对应关系, 构造出一种序贯式融合有限域H∞ 滤波器; 最后, 从理论与数值仿真两方面验证了新滤波器与集中式融合有限域H∞滤波器的性能等价性.     

不确定时滞系统的鲁棒H∞滤波

对一类同时具有外界干扰和范数有界参数不确定性的时滞系统鲁棒H∞滤波问题进行了研究。对于所有容许的参数不确定性,利用Lyapunov方法,得到以线性矩阵不等式（linear matrix inequality,LMI）表示的鲁棒H∞滤波器设计方法。用该方法设计的滤波器使得滤波误差系统渐近稳定且满足一定的H∞性能指标。给出了滤波器存在的充分条件,并得到了设计滤波器的LMI方法。进而将最优鲁棒H∞滤波器存在的充分条件归结为一个具有线性矩阵不等式（LMI）约束的凸优化问题。最后,仿真结果很好地说明了本文方法的有效性。     

基于传感器丢包率不确定性预测的分布式H∞滤波算法

针对无线传感器网络（ WSNs）在测量数据丢包不确定性情况下的分布式H∞滤波问题,提出一种基于传感器丢包率不确定性预测的分布式H∞滤波算法。通过设计一种线性全阶滤波器,使得滤波误差能够收敛在均方渐近为零,同时抑制外界的干扰造成的H∞滤波衰减。根据滤波参数符合伯努利分布随机分布的原理,利用Lyapunov函数的方法,通过寻找最佳的滤波参数来保证在丢包率不确定的情况下对真值预测的随机稳定性。实验仿真结果表明：当观测数据存在不确定性丢包时,该滤波算法能发挥有效的滤波效果。     

不确定中立型时滞系统的鲁棒H∞滤波

研究一类鲁棒H∞滤波问题。针对带有不确定性参数和白噪声干扰的中立型时滞系统,设计一类滤波器,使之对于任意容许的不确定性,滤波误差系统一致渐近稳定且使噪声对估计误差的影响降至给定约束范围之内。利用线性矩阵不等式的方法．将所得的确定性系统的鲁棒滤波结论,扩展到不确定性系统,得到不确定性系统鲁棒H∞滤波器的充分条件。给出的数值算例验证了所提出算法的有效性。     

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．     

随机不确定系统的鲁棒H∞滤波:LMI方法

本文研究随机不确定系统鲁棒H∞滤波问题.假设不确定参数矩阵是时变,范数有界的,外部干扰是一个随机过程.借助于线性矩阵不等式,可以设计鲁棒H∞滤波器,最后给出了一个例子对理论分析进行阐述.     

一类丢包时延网络控制系统的鲁棒H∞滤波

用随机马尔可夫跳变系统描述一类具有丢包时延的网络控制系统．为这类网络控制系统设计马尔可夫跳变滤波器,保证了滤波误差系统均方意义下随机渐近稳定,且噪声信号对估计误差的影响低于指定H∞ 性能水平,滤波器参数可通过求解线性矩阵不等式得到．最后通过仿真实例验证了所得结论的正确性和滤波器设计方法的有效性．     

连续时变不确定系统约束方差/H∞鲁棒状态滤波*

基于上限方差配置的混合方差／Ｈ∞设计方法可得到满足的设计结果。本文用一个修正的Ｒｉｃｃａｔｉ方程研究了一类时变不确定系统的混合方差／Ｈ∞状态滤波器，导出了滤波器的一般公式，对所允许的扰动由该公式所确定的滤波器可使稳态滤波误差方差上限及误差系统的Ｈ∞指标均小于指定值，因而具有较好的鲁棒性。     

带有参数不确定的线性时变系统的鲁棒H∞滤波

本文讨论了带有参数不确定的线性时变系统的鲁棒Ｈ∞滤波问题，同时给出了一种鲁棒Ｈ∞滤波器的设计方法。     

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。     

误差方差约束下Delta算子不确定系统的鲁棒H∞滤波

研究Delta算子不确定系统在稳态估计误差方差约束下的鲁棒H∞滤波问题.目的是设计滤波器,使得系统在状态矩阵和输出矩阵均存在不确定性时,滤波过程是渐近稳定的,每个状态的稳态估计误差的方差不大于事先给定值,且从噪声输入到误差输出的传递函数满足给定的H∞范数约束.基于矩阵不等式方法,提出了滤波器的存在条件和显式表达式.所得结果可将连续和离散系统的有关结论统一到Delta算子框架.     

一类不确定Lurie时滞奇异系统的鲁棒H∞滤波

This paper deals with the problem of the robust H∞ filtering for a class of Lurie singular systems with state time-delays,parameter uncertainties and unknown statistics characteristics but with limited power disturbance, aiming to design a robustly stable filter such that the uncertain Lurie time-delay singular systems are not only regular, impulse free and stable, but also have a prescribed level of H∞ performance for the filtering error dynamics for all admissible uncertainties. A sufficient condition for the existence of such a filter is proposed in terms of linear matrix inequalities (LMIs). When a solution to this set of LMIs exists, the parametric matrices of a desired filter can be easily obtained using LMI toolbox.