闭环H∞滤波在无源北斗/SINS导航系统中的实现

H∞滤波通常应用于系统模型和噪声特性不确定的环境,存在滤波精度不高的缺点.通过对H∞滤波引入闭环修正,在不影响滤波鲁棒性的前提下,有效地提高了系统精度.无源北斗/SINS组合导航系统的动态跑车实验结果表明,闭环H∞滤波下的组合导航精度优于相同滤波误差模型下的闭环Kalman滤波,并且具有参数设置简单、滤波稳定性强的优点.     

一种基于简单自适应控制的闭环H_∞滤波算法的验证与改进

采用固定积分变量的方法,对基于简单自适应算法(SAC)的闭环H∞滤波算法进行了改进,增强了经典H∞滤波的动态跟踪特性,确保了该算法的稳定性,同时初步分析了这种新算法提高鲁棒性的原理.通过建模仿真及比较分析表明:与常规H∞滤波器相比,当建模误差存在或者系统模型统计特性未知时,采用改进的简单自适应算法H∞滤波器能够改善滤波的动态特性,降低H∞滤波器对噪声的敏感性,精度更高.     

具有随机协议网络化系统的H_∞滤波

本文研究了一类具有随机介质访问协议网络化系统的H∞滤波问题.将传感器和滤波器的通信过程描述为一个马尔可夫链,进而将滤波误差系统建模成一个马尔可夫跳变系统.然后,运用李雅普诺夫方法和线性矩阵不等式技术,给出了滤波误差系统随机稳定且具有给定H∞性能的一个充分条件,并基于该条件给出了H∞滤波器的设计方法.最后的数值算例验证了本文方法的有效性.     

受一类多通道异构网络通信约束的网络系统H2/H∞滤波研究

针对异构网络中不同类型网络及每个通道在不同时刻所产生的网络诱导延时和数据丢包不同,使得异构网络环境下H2/H∞ 滤波更加困难的新问题,不同于目前广泛研究的单种类型网络环境下的H2/H∞滤波方法,首先,深入分析了异构网络通信特性并给出了数学描述公式,然后,建立了融合多通道异构网络通信约束的滤波误差动态系统综合模型.基于Lyapunov-Krasovskii 理论,证明了在已知有线网络和无线网络分别存在的最长网络诱导延时情况下,所设计的滤波器使得滤波误差动态系统随机稳定且满足给定的H2/H∞ 性能指标.仿真验证该方法可行且有效.     

一类不确定非线性离散时滞系统的鲁棒H∞滤波设计

考虑一类同时带有非线性动态和参数不确定性的离散时滞系统的鲁棒H∞滤波设计问题．假设参数不确定性具有线性分式形式,而非线性动态满足Lipschitz条件,给出滤波器使误差系统鲁棒渐近稳定且达到指定的干扰抑制水平．对参数已知情形,先建立广义有界实引理,然后给出H∞滤波器的存在条件,证明了H∞滤波器的存在性可归结为线性矩阵不等式的可解性,基于线性矩阵不等式给出了H∞滤波器的综合方法和步骤．对参数不确定性情形,通过引进标度参数,将不确定非线性离散时滞系统的鲁棒H∞滤波问题转化为确定系统的H∞滤波设计．最后给出仿真例子验证所得结果的有效性．     

一类时滞切换奇异系统的指数H∞滤波器研究

研究了一类时滞切换奇异系统的指数H∞滤波问题.为了提高控制系统的稳定性,解决系统的指数H∞滤波的难点问题,提出利用平均驻留时间方法,首先给出了使得滤波误差系统在切换信号下具有指数可容许性并且具有相应的H∞性能指标的条件,然后以一组线性矩阵不等式的形式给出了期望滤波器存在的充分条件,并给出了相应的滤波器参数求解.所设计的指数H∞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.最后用数值仿真实例来说明设计方法的有效性和可行性.     

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。     

连续切换LPV系统的鲁棒H∞滤波

探究连续切换线性参数变化(LPV)系统的鲁棒H∞滤波问题.对于整个参数变化空间,传统方法是设计单一LPV滤波器,具有较大的保守性.为此,利用多参数依赖Lyapunov函数设计了切换LPV系统的多参数依赖鲁棒H∞滤波器,以降低设计的保守性.考虑了平均驻留时间切换逻辑,所设计的鲁棒H∞滤波器能够确保滤波误差系统指数稳定且具有一定的H∞扰动抑制水平.数值仿真实例验证了所提出方法的有效性.     

具有状态时滞的离散时间切换系统的H∞ 滤波器设计: 依赖状态的切换方法

讨论一类时滞离散时间切换系统的H∞滤波器的设计问题.首先,当所有子系统都稳定时,基于切换Lyapunov函数和Finsler引理,得到了滤波误差系统渐近稳定且具有指定的H∞性能指标的充分条件,即使切换系统的每个子系统均不稳定,通过利用多Lyapunov函数方法和依赖状态的切换技术仍能保证切换系统稳定;然后,设计了H∞滤波器,并得到滤波误差系统满足指定的H∞性能指标的充分条件;最后,通过数值算例验证了所提出方法的有效性.     

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...     

状态量化的非线性网络化系统的H-infinity控制

鉴于网络数字通信的特点,研究非线性网络化系统的状态量化反馈H<,∞>控制问题.首先.同时考虑到网络的诱导时延、数据丢包和信号量化,建立闭环系统的采样模型:然后,结合区问时滞分割法,将其转化为状态中附加两个时滞变量的分段连续模糊系统;再利用时滞系统方法和对数壁化器的扇形界格式,对闭环模糊系统进行了H<,∞>性能分析和H<...     

不确定广义系统多约束指标的相容性

针对一类线性不确定广义系统,研究了容许性、H∞指标和状态方差相容条件下的输出反馈控制器的设计问题.首先建立了一个使闭环广义系统满足容许性和给定H∞指标的充要条件;然后利用quasi-Newton方法,将非线性矩阵不等式的可行解问题转化为求解最大特征值的最小问题,在广义系统容许的条件下,对具有指定H∞指标及相容状态方差约束的控制问题给出了满意控制设计方法,同时给出了方差约束指标的取值范围;最后,仿真结果表明了所提出方法的有效性,且更能保证系统的动态性能.     

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.     

不确定移动机器人编队间接自适应模糊动力学控制

研究不确定非完整移动机器人Leader/Follower编队动力学控制问题,对Follower提出了自适应队形跟踪控制方法.首先,基于队形方程设计了运动学队形跟踪控制器,使用Backstepping技术扩展出队形跟踪误差动力学方程;然后,利用自适应模糊系统逼近其不确定项,构造了间接自适应模糊动力学队形跟踪控制器;最后,证明了队形跟踪误差可收敛到原点的小邻域内.仿真结果验证了所提出控制策略的有效性.     

受复杂多通道通信约束的网络化系统H2/H∞滤波

多通道网络化系统中每个通道存在不尽相同的网络不确定性因素, 使得H₂/H_∞ 滤波更加困难. 对此, 提出一种受多通道通信约束的网络化系统滤波方法. 首先, 基于最大数据包错序思想解决了传感器到滤波器之间的复杂多通道通信约束的问题; 然后, 建立了更加普适的融合多通道通信约束的滤波误差动态系统模型, 证明了在已知最长网络延时和最大连续丢包数情况下, 所设计的滤波器可使系统随机稳定且满足??2/??∞ 性能指标. 仿真结果表明该方法可行且有效.

     

一类MIMO非线性大系统基于H∞ 跟踪的分散自适应输出反馈模糊控制

针对一类状态不可测的MIMO不确定非线性大系统,提出一种基于H∞跟踪的分散自适应输出反馈模糊控制器.主要工作有:1)通过对观测误差向量进行滤波来确保严格正实条件成立,使得提出的反馈与自适应机制可以执行;2)利用模糊系统提出一种适用于一般非线性大系统基于H∞跟踪的分散自适应模糊控制方案;3)在统一的框架下处理了控制器奇异性.闭环大系统被证明足稳定的,且输出误差具有H∞跟踪性能.仿真结果验证了控制器设计的有效性.     

具有D稳定性约束的T-S模糊系统H∞滤波器设计

研究一类离散T-S模糊系统的H_∞滤波问题.目的是设计一个滤波器使得滤波误差系统在给定的线性矩阵不等式（LMI）稳定范围内是二次稳定的,且满足指定的H_∞性能.经由模糊Lyapunov函数方法以及增加松弛变量,提出一个滤波器存在的充分条件,它体现为一组线性矩阵不等式（LMIs）可行解的形式.最后通过一个仿真例子验证了所提出的设计方法的有效性.     

一类高阶随机非线性系统的状态反馈镇定

针对一类既不可反馈线性化也不仿射于控制输入的高阶随机非线性系统,研究其状态反馈镇定问题.利用齐次占优和反推技术,所设计的状态反馈控制器使得整个闭环系统在[0,+∞)上几乎处处有唯一解,并使得闭环系统的平衡点是依概率全局渐近稳定的.主要贡献是完全取消了高阶系统的阶次限制,得到了新的结果.最后通过数值仿真验证了所提出控制方案的有效性.     

基于最小均方误差估计的噪声相关UKF设计

传统Unscented卡尔曼滤波器(UKf)要求系统噪声和量测噪声必须是互不相关的.针对此局限性,研究了一类带相关噪声的非线性离散系统UKF设计方法.基于最小均方误差估计和正交变换,给出了噪声相关UKF滤波递推公式,并采用Unscented变换(UT)来计算系统状态的后验分布.所设计的UKF有效解决了传统UKF在噪声相关条件下非线性滤波失效的问题,拓展了UKF的应用范围.最后,仿真实例表明了所设计UKF的有效性.