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。     

具有一步随机通讯时延的网络化切换系统H∞滤波

针对数据包在网络中传输的一步随机时延情形,研究任意切换律作用下的离散切换系统的H∞滤波问题.时延数据包包含系统的测量输出信号和切换信号,其时延由一个满足Bernoulli分布的随机变量来描述.选用切换Lyapunov函数,设计全阶和降阶的切换滤波器使得滤波误差系统在均方意义下指数稳定且具有扰动衰减度γ.滤波器的参数通过...     

不确定非线性切换系统的鲁棒H∞控制

讨论了一类不确定非线性切换系统的鲁棒H∞控制问题．首先,基于多Lyapunov函数方法,设计状态反馈控制器以及切换律,使得对于所有允许的不确定性．相应的闭环系统渐近稳定又具有指定的L2-增益．该问题可解的充分条件以一组含有纯量函数的偏微分不等式形式给出,此偏微分不等式较一般Hamilton-Jacobi不等式更具可解性．所提出的方法不要求任何一个子系统渐近稳定．接着作为应用,借助混杂状态反馈策略讨论了非切换不确定非线性系统的鲁棒H∞控制问题．最后通过一个简单例子说明了控制设计方法的可行性．     

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。     

一类离散的不确定切换模糊组合系统的分散H∞控制

针对一类离散的不确定切换模糊组合系统,利用平行分布补偿算法(PDC)给出分散切换模糊控制器的设计方法,利用多Lyapunov函数方法,给出使系统稳定且H∞控制问题可解的矩阵不等式条件,并给出分散切换律设计.仿真结果表明方法的有效性.     

驻留概率信息方法的离散切换系统鲁棒H∞控制

本文通过驻留概率信息的方法,研究了一类离散时间切换系统的鲁棒H∞控制问题.通过对切换系统在每个子系统的驻留概率信息加以利用,建立一种新的切换系统模型.通过共同Lyapunov泛函方法,给出切换系统的鲁棒H∞随机稳定的充分条件.然后,利用锥补线性化的方法得到控制器增益.最后,通过仿真算例验证本文所用方法的有效性.     

一类不确定时滞线性切换系统的鲁棒H∞控制

不确定因素和时滞是现实控制系统中经常存在的问题,在切换系统中,这种问题尤为突出。而状态反馈和鲁棒控制的加入便有效地解决了这些情况对系统稳定性的影响。本文针对一类存在状态时滞和不确定因素的线性切换系统的状态反馈控制问题,研究在公共Lyapunov函数下,满足特定鲁棒H∞性能时,状态反馈控制器存在的条件和求解方法。运用Schur补引理,得出相应的不等式和定理,并进一步将其转化为线性矩阵不等式（LMIs）,利用MATLAB进行仿真证明了结论的有效性。     

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。     

一类离散切换时滞非线性系统的H∞控制

研究一类基于神经网络的离散切换时滞非线性系统的稳定性和H∞控制问题。利用线性矩阵不等式方法得到了该类系统稳定性条件。在此基础上,通过引入一些变量讨论了该类系统的反馈控制器设计问题。以线性矩阵不等式的形式提出了该类系统反馈控制器的设计方法,并利用Matlab中的LMI工具箱直接求解。最后给出数值例子说明方法有效性。     

具有时变采样周期的网络控制系统的H∞控制

研究了具有时变采样周期的网络控制系统的H∞鲁棒控制器设计问题．提出了基于变采样周期的切换方法（采样周期在有限集合内切换），并利用该方法将存在时变采样周期、长时延以及丢包的网络控制系统建模为切换系统．在此基础上，通过把一个非凸的可行性问题转化为受线性矩阵不等式约束的多目标优化问题，研究了网络控制系统的H∞控制器设计方法．仿真结果验证了基于采样周期切换的H∞控制器设计方法的有效性．     

Observer-based robust H-infinity control for uncertain switched systems

The problem of observer-based robust H-infinity control is addressed for a class of linear discrete-time switched systems with time-varying norm-bounded uncertainties by using switched Lyapunov function method. None of the individual subsystems is assumed to be robustly H-infinity solvable. A novel switched Lypunov function matrix with diagonal-block form is devised to overcome the difficulties in designing switching laws. For robust H-infinity stability analysis, two linear-matrix-inequality-based sufficient conditions are derived by only using the smallest region function strategy if some parameters are preselected. Then, the robust H-infinity control synthesis is studied using a switching state feedback and an observer-based switching dynamical output feedback. All the switching laws are simultaneously constructively designed. Finally, a simulation example is given to illustrate the validity of the results.     

Reliable H-infinity filtering for linear systems with sensor saturation

In this paper, a new reliable H-infinity filter design problem is proposed for a class of continuous-time systems with sensor saturation and failures. Attention is focused on the analysis and synthesis problems of a full order reliable H-infinity filter such that the filtering error dynamics is asymptotically stable with a guaranteed disturbance rejection attenuation level γ. It is shown that the filtering error dynamics obtained from the original system plus the filter can be modeled by a linear system with sector bounded nonlinearity. The design conditions are given in terms of solutions to a set of linear matrix inequalities (LMIs). These conditions are then considered in a convex optimization problem with LMIs constraints in order to design an optimal reliable H-infinity filter. A numerical example is given to illustrate the effectiveness of the proposed results.     

关于一类脉冲切换系统的鲁棒H∞控制

研究一类具有扰动的脉冲切换线性系统的鲁棒H控制问题.分别从系统的鲁棒稳定性及其鲁棒性能两方面进行分析.首先利用Lyapunov函数法对系统的稳定性进行分析,给出了系统鲁棒渐近稳定的几个重要的充分条件,通过它很容易判断系统是否鲁棒稳定.进一步运用线性矩阵不等式(LMI)法对系统鲁棒性能进行分析,得到了一般系统的状态反馈矩阵和脉冲控制矩阵,并在此基础上得出了一个鲁棒H控制律.最后提出了一套基于MAT-LAB软件的鲁棒控制器的设计方法,并通过一个数值例子很好地验证了文中主要结论的有效性.     

Robust H-infinity filtering for uncertain discrete-time systems using parameter-dependent Lyapunov functions

This paper deals with H-infinity filtering of discrete-time systems with polytopic uncertainties. The un- certain parameters are supposed to reside in a polytope. By using the parameter-dependent Lyapunov function approach and introducing some slack matrix variables, a new sufficient condition for the H-infinity filter design is presented in terms of solutions to a set of linear matrix inequalities (LMIs). In contrast to the existing results for H-infinity filter design, the main advantage of the proposed design method is the reduced conservativeness. An example is provided to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

一类线性切换系统具有H∞性能指标的二次稳定

研究了一类线性切换系统具有H_∞扰动衰减度二次稳定问题.这类线性切换系统由两个子系统组成,并且每个子系统都不是具有H_∞扰动衰减度二次稳定的.利用单Lyapunov函数方法,得到了线性切换系统具有H_∞扰动衰减度二次稳定的充分条件,同时由凸组合系统设计出确保线性切换系统二次稳定且具有H_∞扰动衰减度的切换律.进一步,还给出了线性切换系统具有H_∞扰动衰减度二次稳定的必要条件.最后的仿真实例表明了结论的有效性.     

H-infinity control for cascade minimum-phase switched nonlinear systems

1Introduction H_∞control theory has become a powerful tool to solverobust stabilization or disturbance attenuation problems.Many results about linear H∞control have appeared,andlinear H∞theory has been generalized to nonlinear systems[1~5].Two major approaches have been used to providesolutions to nonlinear H∞control problems.One is basedon the dissipativity theory and differential games theory[2,6].The other is based on the nonlinear versionofclassical bounded real lemma[3~5].Both of th…     

具有域极点配置的混合H2 /H∞ 滤波

解决了具有域极点配置的连续时不变系统的混合H₂ /H_∞ 滤波问题. 通过采用线性矩阵不等式 (LMI)方法描述域稳定性限制、H₂ 和H_∞ 优化, 以建立求解这个问题的总框架. 这个问题的可解性的充分必要条件由一组LMI给出. 最后用一个数字例子来说明所给出的设计方法.     

Target tracking based on the extended H-infinity filter in wireless sensor networks

In this paper, we propose a new target tracking approach for wireless sensor networks (WSNs) by using the extended H-infinity filter. First, the extended H-infinity filter for nonlinear discrete-time systems is deduced through the Krein space analysis scheme. Then, the proposed extended H-infinity filtering algorithm is applied to target tracking in wireless sensor networks. Finally, experiments are conducted through a small wireless sensor network test-bed. Both experimental and simulation results illustrate that the extended H-infinity filtering algorithm is more accurate to track a moving target in wireless sensor networks than using the extended Kalman filter in the case of having no knowledge of the statistics of the environment and the target to be tracked.     

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.