非线性时变系统基于状态观测器的输出跟踪

研究了一类仿射非射线时变系统基于状态观测器的输出反馈跟踪问题。首先,设计出该系统的状态观测器,然后,给出了一种用估计状态实现渐近跟踪期望信号的控制器设计方案,并证明了相应闭环系统的指数稳定性,其中系统的控制器和观测器可以分离独立进行设计。最后,给出了数值仿真研究,结果表明了该方法的有效性。     

基于状态观测器的H-状态反馈控制

本文提出一种基于状态观测器的H_∞曲状态反馈控制,把输出反馈的H_∞控制问题转换成使用状态观测器的H_∞控制问题.通过直接求解状态空间方程,可以获得使用状态观测器的H_∞控制器及其存在的充要条件,它依赖于两个Rjccati方程的解,而且对控制对象的约束不需要满足所谓的正交条件,状态观测器的阶数与控制对象相同,它的输出是控制对象在最坏扰动作用下的状态估计值。     

一类双线性系统状态观测器的设计

本文对S.hara所提出的双线性系统的状态观测器类型进一步进行研究。分析双线性系统的标准形式的状态观测器存在的充要定理的相容性问题，推导出一类双线性系统状态观测器存在的更加形式直观易于计算的充分条件，由此给出该类状态观测器具体设计方法，并对典型的系统输入进行仿真计算。     

带有不可测量扰动的广义双线性系统状态观测器设计及故障诊断

讨论了存在未知扰动情况下,广义双线性系统全阶状态观测器的存在条件及其设计方法。得到的观测器可直接用于解决广义双线性系统的故障诊断问题,最后的数值例子说明了设计步骤。仿真结果验证了设计的有效性。     

一类分布参数系统辨识及其状态观测器设计

本文研究了一类非线性分布参数系统的模型辨识及其状态观测器的设计方法,为这类系统的研究提供了新的途径。将这种方法应用于沸腾炉空气埋管动态过程的研究时,其有效性得到证实。     

双线性状态空间系统的状态观测器设计

针对受过程噪声和量测噪声干扰的双线性状态空间系统,研究其状态估计算法.借助双线性系统的特殊结构,将其等价表示为线性时变模型,推导基于Kalman滤波的状态估计算法.针对线性时变模型中存在的未知变量,基于辅助模型辨识思想,通过构造一个辅助模型,将未知变量用该模型的输出代替,提出基于辅助模型的双线性系统状态估计算法.构造双线性状态观测器,引入delta算子极小化状态估计误差协方差矩阵,从而得到最优状态估计增益,并提出基于delta算子的双线性系统状态估计算法.所提出的算法能够避免线性化过程带来的估计精度差的问题,提高双线性系统的状态估计精度.通过仿真实验验证了所提出算法的有效性,并对比分析了不同噪声情况下所提出算法的估计效果.     

区间切换系统的状态观测器设计

讨论一类区间切换系统状态观测器的设计问题。采用共同Lyapunov函数方法、多Lyapunov函数方法,设计出状态观测器和相应的切换策略,以线性矩阵不等式的形式给出保证误差系统渐近稳定的充分条件。仿真算例验证状态观测器的有效性。     

单输入/单输出非线性系统的状态观测器设计*

本文提出了一类非线性系统的状态观测器设计方法，针对单输入／单输出非线性系统，首先通过非线性状态变换，把原非线性系统变换成简单的中间非线性模型；然后对该简单的中间非线性模型设计稳定的常增益状态观测器，从而经状态逆变换得到原非一系统的非线性状态探测器，最后通过一倒立摆非线性系统的仿真研究说明了该方法的有效性和可行性。     

时滞系统的状态预测观测器及预测控制器设计

研究基于状态空间模型的时滞控制系统的状态预测观测器及最优预测控制器的设计问题。针对控制项含有时滞的系统，设计一种全维状态预测观测器，并将其用于时滞控制系统的最优状态预测反馈控制。通过该状态预测观测器可将闭环系统的时滞项移至系统闭环结构之外，从而使其优化控制规律完全可按无时滞系统进行设计。所给出的性能指标计算公式表明，该预测控制器关于二次型性能指标是次优的。     

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.     

起重机吊重系统状态观测器设计与仿真

针对工程实际中起重机吊重摆角和摆角角速度不易直接测量的问题,利用小车位置信息设计了状态观测器,对吊重摆角和摆角角速度信息进行估计。通过引入观测器输出与小车吊重系统输出之间的差值并经过观测器的增益向量调节送至观测器的输入端,合理配置观测器的极点,实现观测器对摆角和摆角角速度稳定、快速估计。仿真研究表明:基于状态估计的吊重摆角信息获取方法可行,观测器能在2s内实现在线观测,而且具有较强的鲁棒性;随着极点的增大,观测器对吊重和绳长的变化具有更宽的适应范围,但极点过大时,估计误差会出现上冲或下冲的现象;观测器对绳长的变化始终比对吊重的变化更敏感。     

基于滑模状态观测器的电液位置伺服系统控制

在电液伺服系统优化设计的研究中,针对电液位置伺服系统的高阶非线性特性、系统参数不确定性以及系统状态信号测量困难的情况,提出一种基于滑模状态观测器的反演控制策略.策略采用滑模方法设计状态观测器,只需要位置传感器,不需要速度传感器和加速度传感器.对采用状态观测器之后的系统,设计反演控制器,针对系统中的不确定性,在反演控制的最后一步采用滑模控制设计,基于Lyapunov方法证明了系统中所有信号是一致最终有界的,闭环系统是稳定的.仿真结果表明,上述策略为电液伺服系统优化设计提供了参考.     

无创血压检测系统研究

研究一种基于PC机并与护理床配套使用的无创血压检测系统。详细地给出了系统的硬件组成和软件设计。由于采用了模块化设计思想,系统硬件之间具有相对独立性,具有开发周期短、良好的扩展性、移植性和高可靠性等特点。     

Observer Design for a Time Delay System via the Razumikhin Approach

The paper presents an algorithm for the observer design for linear systems with time delay. The observer design is based on a solution of a set of linear matrix inequalities. They are derived using the Razumikhin functional. Quantization effects on the observation error are also studied, a bound on the observation error caused by quantization is derived. Two illustrative examples are presented.     

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.     

纯时滞系统的二次优化控制进展

这是一篇综述文章 ,介绍纯时滞二次优化控制系统所取得的最新进展。文中介绍了纯时滞系统二次优化控制原理、背弛定律和总体满意控制最新设计方法 ,给出若干算例 ,结果表明 ,二次优化控制不仅对控制信号有优良的性能指标 ,而且对参数扰动和负荷扰动都有强壮的抗干扰能力 ,特别适用于不确定时滞系统。     

不确定LTI- SISO系统的低通滤波降阶时滞观测器控制

提出一种低通滤波降价时滞观测器,避免了常规时滞观测器控制中由于时滞状态微分近似引起的控制信号颤振。参考模型的选取只与系统的相对阶次有关,而与系统阶次无关,从而简化了控制器的设计,降低了对系统可测性的要求。仿真结果表明,该时滞观测器控制系统可以很好地抑制系统的不确定性以及受到的外部干扰,是一种性能优良的鲁棒控制方法。     

带线性输出的一般非线性系统的观测器设计

一般非线性系统的观测器设计一直是控制理论研究的重点.本文针对一类带线性输出的一般非线性系统的观测器设计问题,通过微分中值定理,给出了观测器的一般形式.然后利用构造“观测器Lyapunov函数”,提出了一种较为宽松的一般非线性系统观测器设计方法,并证明其渐进稳定性.针对两个典型的一般非线性系统和双线性系统的分析说明了所给算法是可行的.最后,通过对一个单摆系统的观测器构造方法可以看出该算法是简单的且是易于实现的.     

广义时滞系统的降维观测器设计

讨论广义时滞系统的降维观测器的设计方法．通过引入矩阵的广义逆矩阵,给出在一定条件下降维观测器的具体形式,然后分别利用广义逆矩阵及Lyapunov函数方法给出这些条件成立的具体条件及验证方法。最后给出一个例子来说明方法的有效性。