存在多路数据丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器设计

本文研究一类存在多路测量数据丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器设计问题,系统的数据丢失现象由一族在给定区间范围内取值的相互无关的随机变量描述.采用基于观测器的鲁棒Hx故障检测滤波器作为残差产生器,通过引入新的随机变量,将故障检测滤波器的设计问题转化为一类具有乘性噪声影响的随机时变系统有限时间域内的Hx滤波问题运用Ly...     

基于Krein空间的线性离散时变系统H∞故障估计

研究一类受L2范数有界未知输入影响的线性离散时变系统H∞故障估计问题. 首先将系统H∞故障估计归结为二次型最小化问题, 然后引入相应的Krein空间系统, 应用Krein空间Kalman滤波理论, 推导并证明H∞故障估计问题可解的充要条件, 给出基于矩阵Riccati方程的H∞故障估计器设计, 为故障估计问题提供新的理论方法, 并通过算例验证本文提出方法的有效性.     

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.     

多传感器分布式区间估计融合

考虑了对未知参数θ的多传感器分布式区间估计融合问题. 建立了一种最优区间估计融合模型———凸线性组合融合, 并给出搜索最优权系数的Gauss Seidel迭代算法, 另外, 给出了一种近似的区间估计融合, 它能减少大量的计算量, 并且在某些情况下可以达到最优的估计性能. 最后采用计算机数值模拟, 用以上方法得到的融合区间估计均优于每个传感器的区间估计的性能.     

存在多步测量数据包丢失的线性离散时变系统鲁棒H∞故障检测滤波器设计

研究了一类存在多步测量数据包丢失的线性离散时变系统故障检测滤波器(Fault detection filter, FDF)设计问题. 采用基于观测器的鲁棒H∞故障检测滤波器作为残差产生器,将故障检测滤波器的设计问题转化为一类随机时变系统的H∞滤波问题, 基于Riccati方程推导并证明了其存在的充分必要条件. 将滤波器参数矩阵求取转化为二次型优化问题, 通过求解Riccati方程, 得到滤波器参数矩阵的显式解. 算例验证了所提算法的有效性.     

基于迭代学习的离散线性时变系统故障诊断

针对一类离散线性时变系统的故障诊断问题,提出一种新的故障检测与估计算法.该算法通过引入虚拟故障构建离散故障跟踪估计器,在选取的优化时域内,利用估计器输出和系统实际输出产生的残差信号,采用迭代学习算法来调节虚拟故障,使虚拟故障逼近系统中实际发生的故障,从而达到对系统故障诊断的目的.该方法不仅能检测出系统不同类型的故障,还可以实现对故障信号的精确估计.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

前馈反馈线性时变多变量控制系统性能评价

本文研究一类具有可确定“时滞”的线性时变多变量(linear time-varying multiinput-multioutput, LTV MIMO)控制系统的性能评价方法。定义了该类系统中相当于单回路“过程滞后”的矩阵因子——关联矩阵，并利用该关联矩阵和正常乘法提出一套建立线性时变多变量控制回路前馈反馈最小方差(minimum variance, MV)基准的系统化算法和过程．需要考虑到LTV系统特有的计算特性，利用实际最小方差输出而不是关联滤波最小方差输出获得MV基准。理论和仿真研究表明，所提方法能准确和有效地评价线性时变多变量过程．     

时变时滞离散递归神经网络系统的状态估计器设计

研究时滞离散递归神经系统的状态估计问题.通过网络输出对神经元的状态进行估计.在较弱的激活函数假设下,通过构造一个新的Lyapunov泛函,引入一个自由权矩阵,并结合Jensen不等式得到了确保误差系统全局指数稳定的充分条件.所得条件依赖于时变时滞的上界和下界,并以线性矩阵不等式的形式给出.最后的数值算例表明了所提出方法的有效性.     

离散线性时变系统鲁棒稳定性分析

运用矩阵范数方法和分析技巧，研究离散线性时变系统在结构扰动和外加扰动情形下的鲁棒稳定性问题，获得了一组新的充分性定理和便于应用的代数判据。     

线性离散马尔科夫跳跃系统最优故障检测

本文研究线性离散马尔科夫跳跃系统的最优故障检测问题。通过设计基于观测器的故障检测滤波器作为残差产生器,将滤波器的设计问题归结为随机意义下H_/H或H/H性能指标优化问题。基于算子优化方法,通过解耦合Riccati方程得到上述问题的统一解。算例验证所提方法的有效性。     

基于SWT与等价空间的LDTV系统故障检测

为提高基于等价空间的线性离散时变（Linear discrete time-varying,LDTV）系统故障检测的检测性能,本文提出一种基于平稳小波变换（Stationary wavelet transform,SWT）与等价空间的LDTV系统故障检测方法.通过引入SWT对基于低阶等价关系构造的残差进行多尺度滤波,将残差产生器设计转化为不同尺度下的多目标最优化问题,保证了各尺度下残差对干扰鲁棒性和对故障灵敏性指标的最小化,同时利用SWT快速算法获得一组多尺度残差信号.进一步,对产生的多尺度残差信号进行多分辨率分析,从而实现较宽频率范围内故障信号的检测,有效降低了故障漏报率.最后,通过仿真实验验证了本文方法的有效性.     

线性多胞型不确定连续系统故障检测滤波器设计

The paper studies the problem of fault detection filter design for uncertain linear continuous-time systems. A design procedure dealing with parameter uncertainties is proposed for residual generation, the sensitivity to fault and the robustness against disturbances are both enhanced on residual outputs through satisfying some performance indexes. By the aid of the generalized Kalman-Yakubovich-Popov (GKYP) lemma, the fault sensitivity performance index can be dealt with in the given frequency range directly, which avoids approximations associated with frequency weights of the existing techniques. An iterative algorithm based on linear matrix inequality (LMI) is given to obtain the solutions. A numerical example is given to illustrate the effectiveness of the proposed methods.     

一类线性时变不确定周期奇异系统的鲁棒镇定

讨论了一类线性时变不确定周期广义系统的鲁棒镇定问题．基于线性时变不确定周期广义系统的鲁棒稳定的概念, 提出鲁棒稳定的充分必要条件, 并基于对偶系统的等价性得到鲁棒镇定的充分必要条件. 通过引入自由矩阵, 所得结果表示为线性矩阵不等式, 验证过程更简单、可靠.     

切换信息拓扑和时变时滞下离散时间线性多智能体系统一致性的平均驻留时间条件

研究了有向切换信息拓扑和时变时滞下离散时间线性多智能体系统的一致性问题.首先,通过适当的线性变换把一致性问题转化为相应的时变时滞线性切换系统的渐近稳定问题; 然后,利用构建的李亚普诺夫函数和平均驻留时间模式,建立了一致性问题可解的基于线性矩阵不等式的时滞依赖充分条件,研究了如下两种情形: 1)所有信息拓扑都是可一致的,2) 部分信息拓扑是可一致的; 最后,数值实例验证了结果的正确性.     

正交频分复用通信系统中的快变信道估计

信道的快速变化导致正交频分复用通信系统(OFDM)载波间的正交性遭到破坏,从而产生载波间的相互干扰(ICI),传统的信道估计方法(不可虑ICI影响)不再适用。为此,Choi等人提出了相应的快变信道估计方法,但该方法计算量较大,且需要信道的统计特性知识,而实际信道的统计特性往往无法精确得到。Linartz等人证明:在大多数应用条件下,信道在一个OFDM帧周期内的变化近似满足线性特性。对OFDM系统的ICI特性进行了时域和频域两方面分析,并利用信道变化的线性特性,提出了一种新的快变信道估计方法,该方法具有计算量小、且不需要信道的统计特性信息的优点。文章还得到如下结论:与慢变信道情形不同,在信道快速变化条件下,当OFDM系统中的训练序列应分成许多长度相同的组,且这些组在OFDM帧中等间隔分布时,信道估计误差最小。     

在低频域内对线性时滞系统的故障检测滤波器设计

对线性时滞系统, 本文在低频域内考虑了故障检测问题. H∞范数用来度量外界扰动, H-指标用来度量故障敏感性. 本文主要结果包括得到了故障检测观测器存在的充分条件而且通过解线性矩阵不等式得到了观测器的增益解. 最后, 数值例子解说明了本文方法的有效性.