基于二维混合模型和状态观测器的重复控制设计

针对一类正则线性系统, 提出一种基于状态观测器和二维混合模型的重复控制系统设计方法. 首先, 通过构造一个状态观测器来重构系统的状态, 建立基于重构状态的线性控制律. 然后, 通过独立地考虑重复控制系统的连续控制过程与离散学习行为, 给出基于状态观测器和重构状态反馈的连续/离散二维混合模型. 针对这个混合模型, 运用二维Lyapunov泛函方法, 以线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)的形式给出重复控制系统存在重复控制器和状态观测器的充分条件, 所给条件可用Matlab工具箱方便地求解. 数值仿真验证了本文所提方法的有效性.     

基于扰动估计的飞行控制系统传感器故障重构

针对飞行控制系统的传感器故障重构问题,讨论了基于扰动估计的传感器故障检测与重构方法。首先,通过建立观测器,对已有系统的干扰进行估计;其次,通过干扰的估计值来建立系统的鲁棒观测器;最后,再通过对系统建立多个降维鲁棒观测器来隔离并重构传感器故障。采用某飞机横侧向模型进行仿真验证,仿真表明基于扰动估计的鲁棒观测器能够有效地对传感器故障进行隔离与重构。     

非线性系统观测器的设计:LMI方法

对满足Lipschitz条件的非线性系统给出了全维、降维观测器存在的充分条件并分别进行了证明,重点设计了新形式的降维状态观测器,观测器增益矩阵的获得完全取决于线性矩阵不等式(LMI)的解的情况,应用线性矩阵不等式工具箱使得设计更加方便,消除了增益矩阵选取的盲目性.通过对实际模型的仿真分析可知,两种观测器的状态估计误差均能渐近收敛到零,表明了该方法的有效性.     

状态估计与未知输入和可测噪声同时重构方法

针对一类不确定线性系统,讨论了状态估计及未知输入和可测噪声重构方法。首先,对仅具有未知输入的线性系统,讨论了观测器匹配条件不满足前提下的状态估计和未知输入重构问题;通过设计降维观测器和高阶滑模观测器,提出一种未知输入代数重构方法;然后,将以上结论上升到具有未知输入和可测噪声的线性系统,以此提出了状态估计及未知输入和可测噪声同时重构的方法;最后,通过对飞行器模型进行仿真,验证了所提出方法的有效性。     

同时含有未知输入和测量干扰系统全维和降维观测器设计

针对同时含有未知输入和测量干扰的不确定系统研究了全维和降维观测器设计问题.首先,利用待定系数法给出了全维观测器的结构和存在条件.该条件完全由原系统的系统矩阵给出,易于检验.对于降维观测器,为了消除测量干扰的影响,提出了一种新的测量输出构造方法,使得新构造的测量输出不再包含干扰信号.此外,证明了全维和降维观测器存在条件的内在统一性,即全维观测器所需要满足的观测器匹配条件和强可检测条件在研究降维观测器所要讨论的新的系统中都可以得到保持.因而,在全维观测器存在条件下,也可以设计一个相应的降维观测器.最后,给出了一个数值例子验证所提方法的有效性.     

时滞Lipschitz非线性系统观测器设计

给出了满足Lipschitz条件的离散非线性时滞系统的全维、降维观测器的设计方法和误差收敛的充分条件,并分别进行了证明.全维观测器通过将带有非线性项的矩阵不等式转化为两步线性矩阵不等式解出两个增益矩阵.降维观测器则通过解线性矩阵不等式(LMI)方便地获得观测器的增益矩阵,消除了增益矩阵选取的盲目性.通过对同一模型的仿真分析,两种观测器的状态估计误差均能迅速收敛到0,表明了所提出方法的有效性.     

一种基于全维和降维观测器的故障检测和重构方法

针对不确定性非线性系统,讨论基于观测器的执行器故障的检测和重构方法.首先,通过设计滑模全维观测器,产生对干扰具有鲁棒性、对故障具有敏感性的残差,来达到故障检测的目的;然后,设计能直接消去干扰和故障影响的降维观测器来达到状态渐近收敛估计,并在此基础上,提出故障重构方法;基于微分方程的数值解方法和函数微分的数值解方法,给出一种故障重构的数值解方法;最后,对一个实际模型进行仿真,结果表明了该方法的实用性.     

高阶系统次优控制集结设计方法

针对现有集结降阶方法计算量大，或者不能保证精确集结，本文给出一种新的精确集结降阶算法，提出一种基于精确集结模型，设计高阶系统的低阶次优线性调节器和集结状态降维观测器的方法。     

一类带降维状态观测器控制系统的鲁棒性

本文对一类带降维状态观测器的线性控制系统的鲁棒性进行了分析,把文献〔1〕的结论推广至一类带降维状态观测器的控制系统.给出了观测器极点的配置方法,并通过一个简例说明:在配置降维状态观测器的极点时,必须综合考虑系统快速性(及噪声抑制)和鲁棒性的要求.     

离散时间部分状态反馈模型参考自适应控制

本文针对线性不确定性系统, 给出了部分状态反馈直接模型参考自适应控制设计方案以及详细的系统稳 定性、输出跟踪性能分析. 控制器设计基于降维观测器和参数化方法. 此方案采用反馈控制, 反馈信号不仅仅依赖 全状态信息或者输出信号, 而是任意不超过系统维数的可测信号. 因此, 部分状态反馈控制是包含状态反馈、输出 反馈控制的新的控制方案, 缓解了状态反馈对状态信息的限制, 降低了输出反馈控制结构的复杂性. 通过引入辅助 信号, 本文证明了输出匹配条件的存在性、所有闭环系统信号的有界性以及渐近输出跟踪性能. 仿真结果验证了该 方案的有效性.