含未知输入的广义系统的状态与输入估计

研究了含未知输入的广义系统的输入解耦观测器设计问题. 在系统脉冲能控的条件下通过系统输入-状态对的非奇异变换, 把此问题等价地转化为正常状态空间系统的相应问题. 用大家熟知的方法设计正常状态空间系统的观测器, 从而得到广义系统的输入解耦观测器. 然后用广义系统的观测器状态和系统输出的线性组合渐近估计系统的状态与未知输入.     

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。     

基于线性矩阵不等式的一类广义系统观测器设计

状态反馈控制能有效进行系统控制,并使其正常工作。由于系统状态的测量具有一定的难度,因此需要设计状态观测器,利用重构的状态进行反馈。针对一类非线性部分满足Lipschitz条件的广义系统,讨论了系统全维观测器和降维观测器的设计问题。首先,根据系统的可观性,提出对广义系统进行两次变换,并将系统变换成易于设计观测器的形式。其次,利用系统的变换式对系统的两种观测器进行设计,通过Lyapunov稳定性理论给出观测器的状态估计误差系统稳定且误差收敛于零的充分条件。考虑到观测器增益矩阵求解的盲目性,利用Schur补引理给出了两种观测器存在的充分条件,并简化了增益矩阵的求解过程。最后,给出数值算例,求解出两种观测器的增益矩阵,证明了观测器设计的可行性。该研究为类似系统观测器的构建提供了设计方法。     

不确定变时滞系统的状态观测器与基于观测是器的鲁棒控制器设计

研究了具有变时滞的不确定系统的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器设计问 题,其中不确定性是时变的,不要求满足匹配条件.通过构造增广系统,利用线性矩阵不等式 (LMI)方法,获得了该不确定系统存在状态观测器和基于观测器的鲁捧控制器的充分条件, 同时给出了相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器.     

广义系统的干扰解耦状态观测器*

本文讨论了广义系统的干扰解耦状态观测器的结构形式、存在条件和设计方法。同时说明了在干扰解耦状态观测器类中考虑问题时,广义系统存在干扰解耦状态观测器和广义系统存在带有干扰估计的状态观测器是等价的。     

基于有限时间观测器的混沌系统同步

根据有限时间稳定的定义,对混沌系统引入了有限时间观测器的概念,采用有限时间观测器实现混沌系统的同步,保证在给定的有限时间区间内,观测器状态与被观测系统的状态误差被限制在一个给定界内,从而达到观测系统状态的目的。利用线性矩阵不等式的方法,将观测器存在条件转化为求解系统的线性矩阵不等式。讨论了混沌系统同步的有限时间观测器的存在条件,并给出了观测器的具体设计。通过对Duffing-Holmes系统的同步仿真,验证了该方法的有效性。     

修改型扩张状态观测器:分析与实现

利用系统已知信息构造的扩张状态观测器(extended state observer,ESO)称之为修改型扩张状态观测器.本文完善了修改型扩张状态观测器(modified extended state observer,MESO)的假设条件,并分析了相对于常规的扩张状态观测器,修改型扩张状态观测器估计精度更高的原因.针对系统模型参数不确定情况,提出了基于最小二乘法的修改型扩张状态观测器实现方法,并详细论述了最小二乘法在线辨识系统模型的原理.仿真结果与理论分析结果一致,验证了修改型扩张状态观测器理论分析的正确性和实现方法的可行性.     

不确定时滞系统基于观测器的鲁棒控制器设计

研究了不确定线性时滞系统的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器设计问题，其中不确定性是时变的，通过构造增广系统，利用线性矩阵不等式方法，获得了该不确定系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件，同时给出了相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器，所给示例说明了本文方法的设计步骤和有效性。     

基于微分对策的最优状态观测器和最优状态反馈控制器的设计

研究了线性系统基于二次型指标的最优状态观测器和最优状态反馈控制器的设计问题．将观测状态的状态反馈和状态误差的输出反馈分别作为两个对局方,应用微分对策理论研究了系统的最优控制问题．给出了最优状态观测器和基于状态观测器的最优状态反馈控制的存在性条件．将系统的最优状态观测器和最优控制器的设计问题转化为一对Riccati方程的求解问题．研究表明最优状态观测器在一般情况下不存在．并进一步研究了基于状态观测器的次优控制问题,给出了基于LMI的优化算法．     

一类线性时变系统的输出反馈控制

基于线性时不变系统能控能观标准型变换及非线性系统高增益观测器方法,本文研究了一类线性时变系统 的输出反馈控制问题. 通过引入时变的状态变量坐标变换,分别设计了线性时变系统的状态反馈控制器、状态观测器以及基于 状态观测器的输出反馈控制器. 进一步地,本文分别证明了观测器动态误差是渐近收敛于零的,而状态反馈控制器以及输出反馈控制器可以 保证闭环系统的渐近稳定性.     

一类非线性系统的控制器和观测器设计

研究一类非线性系统的全状态反馈控制问题、观测器设计问题及输出反馈控制设计问题.首先设计出非线性全状态反馈控制器,获得了系统指数镇定的充分条件.然后提出了非线性观测器,并证明了该观测器是指数稳定观测器.进一步,在控制器和观测器问题的充分条件满足的假设下,证明了提出的带估计状态的反馈控制能达到指数镇定.最后,仿真实例验证了所得结果的有效性.     

严格反馈非线性系统的自适应神经网络输出反馈控制

基于非线性反馈函数,文章设计神经网络状态观测器,解决一类非线性系统的输出反馈控制问题.非线性反馈神经网络观测器在系统存在不确定性函数的情况下实时估计系统状态.利用所获得的状态信号,设计了自适应神经网络动态面控制器,同时保证了闭环系统的稳定性和所有信号的有界性.通过调节设计参数的取值能够达到期望的闭环跟踪性能.数值仿真表明,所设计的状态观测器不需要对原系统做状态变换,能够克服输出反馈滑模控制器带来的抖震问题.     

观测器在物流联盟稳定性中的应用研究

针对目前物流联盟系统稳定性较差和实际物流系统中状态不可观测的困难,根据控制论中状态反馈可以镇定系统、观测器能够解决状态不可观测的问题,提出把观测器状态反馈的思想和方法应用到物流联盟稳定性研究中,这为物流联盟稳定性的分析提供了一个新视角。最后通过仿真算例验证了所提方案的有效性。     

Correspondence On stochastic identification algorithms

In this paper, an adaptive observer design method based upon the least square approach is presented for an unknown time invariant continuous linear plant. This observer is then implemented in the design of an adaptive pole placement problem for arbitrarily positioning all the poles of the unknown plant. The generated feedback control signal is shown to converge to a desired pole placing state feedback control signal.     

Robust observer design for nonlinear uncertain systems with LQ regulators

For a class of uncertain systems with linear nominal dynamics and nonlinear uncertainties, it has been shown (Katayama and Sasaki 1987) that linear quadratic (LQ) state feedback regulators can be used to provide robust asymptotic stability. In this paper, we study the combined observer-controller design problem, based on the linear state feedback regulator proposed by Katayama and Sasaki (1987), so that only output feedback is needed. Both full-order and reduced-order observers are considered. For the full-order observer, we propose an algorithm to synthesize the robust observer gain matrix. It is shown that with the observer it is still possible to achieve robust asymptotic stability. For the reduced-order observer, some conditions are derived to guarantee the robust asymptotic stabilizability of the uncertain systems. The trade-off between the magnitudes of controller and observer gains is clear in our approach. An example is used to illustrate the design process of the robust controller with full-order as well as reduced-order observers.     

Event‐triggered Control of Linear Systems with Saturated Inputs

This paper investigates the event‐triggered control of linear systems with saturated state feedback and saturated observer‐based feedback, respectively. The problem of simultaneously deriving stabilizing event‐triggered controllers and tackling saturation nonlinearity is cast into a standard linear matrix inequalities problem. Key topics are studied, such as event‐triggered observer design and event‐triggered saturated observer‐based feedback synthesis. Important issues are touched on, including the existence of the positive lower bound for inter‐event times, and self‐triggered algorithms.     

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。     

A discrete-time observer design for spacecraft attitude determination using an orthogonality-preserving algorithm

This paper studies a nonlinear discrete-time partial state observer design problem for rigid spacecraft systems, particularly for spacecraft attitude estimation. The construction is inspired by an orthogonality-preserving numerical algorithm, and it yields a semiglobal practical asymptotic observer. We show that the separation principle holds, and hence stabilization using output feedback is possible. An example is provided to illustrate the usefulness of our results in a sampled-data implementation of an attitude control for a rigid spacecraft using output feedback and to illustrate the advantages of the proposed observer design, especially compared to a sample and hold version of a similar type observer designed in continuous-time.     

非线性微分——代数系统的输出反馈镇定控制

对满足线性增长条件的非线性微分--代数系统, 研究了其输出反馈镇定控制问题. 通过将状态观测器与控制器耦合在一起设计, 构造出一种非初始化的线性高增益状态观测器, 具有良好的鲁棒性. 基于反推设计方法构造出一个线性的动态输出补偿器, 使得整个闭环系统是渐近稳定的. 仿真结果验证了本文所提控制方法的有效性.