时滞依赖鲁棒故障诊断滤波器设计

研究具有扰动不确定性的状态时滞系统时滞依赖鲁棒故障诊断滤波器的设计问题。通过对系统传递函数输入输出通道的组合变换，引入一种新的能够同时体现残差对扰动信号鲁棒性和对故障信号灵敏性的性能指标。将基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计问题转化为H∞优化设计问题，应用线性矩阵不等式技术，给出并证明了该设计问题时滞依赖解存在的条件和求解方法。最后，通过一个仿真算例来验证本方法的布效性。     

非线性不确定时滞系统观测器型鲁棒无源控制

将无源性概念引入到非线性不确定时滞系统中,研究了带有时滞和不确定性的非线性系统的鲁棒无源控制问题.首先,利用多层神经网络近似代替系统中的非线性部分,采用线性微分包含(LDI)技术来线性化该非线性环节.其次,基于LDI模型,构造适当的状态观测器和反馈控制器,利用Lyapunov稳定理论,通过一定的矩阵变换,将设计问题转化为线性矩阵不等式(LMI)的可行解问题.从而使控制器的设计简单易行.接着,引入无源化的损耗指标,给出具有指定损耗指标的鲁棒无源控制器设计方法.最后以Lo-gistic混沌系统为例进行仿真试验,结果表明该设计方法的有效性.     

不确定关联时滞大系统鲁棒可靠控制设计方法

针对一类具有状态时滞和参数不确定性的不确定关联时滞大系统 ,提出了一种基于状态观测器的鲁棒可靠控制器设计方法。该方法通过求解一组线性矩阵不等式 (LMI) ,给出状态观测器和线性动态输出反馈控制器的设计方法。该控制器对于系统中任意容许的不确定性以及在每一个子系统中预先指定的执行器子集合执行器的失效 ,都可以镇定相应的闭环系统。通过仿真实验证明该设计方法的有效性。     

含有跳变参数的中立系统的鲁棒保性能滤波

对一类含有马尔可夫跳变参数的中立系统研究了鲁棒保性能滤波问题。系统中含有时滞，跳变参数与不确定性。系统中的跳变参数可以通过有限状态马尔可夫过程来描述。目标是设计无记忆线性滤波器使得对所有的不确定性增广系统是时滞独立鲁棒随机稳定的，并且满足所提的保性能指标。基于随机微分方程稳定性理论，给出了线性滤波器存在的充分条件。借助一组相互关联的线性矩阵不等式，获得了鲁棒保性能的设计方法。通过求解线性矩阵不等式约束下的凸优化问题，给出了次优保性能滤波器的设计方法。     

系统参数鲁棒设计方法的研究(一)——理论与算法

本文研究一种新型的系统鲁棒性设计方法—参数鲁棒线性二次型高斯设计综合方法。这是基于状态空间综合的方法，适用于不确定性参数变化形成结构性扰动的系统鲁棒性设计。其特点是利用基于内反馈回路的Ｉ／Ｏ分解对参数变化建模。在反映参数变化结构的基础上选取合适的ＬＱＧ权阵实现鲁棒控制。文章第一部分给出有关的理论依据和一般性算法，数值例子的仿真结果说明了方法的有效性。     

一种基于混合系统滤波器的NCS系统故障诊断方法

针对一类具有随机传输时滞的网络化控制系统,在考虑时滞无界的情况下(最坏网络传输),提出了一种基于故障检测滤波器的故障诊断方法。首先,为了处理系统的内采样特性,根据混合系统理论设计了一种基于观测器的混合系统故障检测滤波器(FDF);利用多目标优化技术,将故障检测滤波器的设计问题转化为一类优化问题,并借助线性矩阵不等式方法给出了该优化问题的时滞独立解。最后通过仿真验证了该方法的有效性。     

不确定离散时滞系统的鲁棒滤波与仿真

研究了一类不确定离散时滞系统的鲁棒滤波问题,其中不确定性存在于系统的状态矩阵和输入矩阵当中,且满足范数有界条件.对于所有容许的参数不确定性,构造一个线性滤波器,使得滤波误差系统渐近稳定且满足一定的性能指标.给出了滤波器存在的充分条件,并通过矩阵变换得到了设计滤波器的LMI方法.为了使得滤波器具有良好的稳态性能,本文考虑了LMI的优化问题.通过求解一组LMI,可以得到最优滤波器.最后,仿真结果很好地说明了本文方法的有效性.     

不确定线性描述系统的鲁棒H∞滤波器

研究了一类含有参数不确定性和未知扰动的线性描述系统的鲁棒H_∞滤波器设计问题。在容许、可观测的假设下,基于描述系统的有界实引理给出了鲁棒H_∞滤波器存在的充分条件。将滤波器存在条件转化为线性矩阵不等式的形式,可以利用线性矩阵不等式方法求解。推导了滤波器参数的等效形式,简化了滤波器系数矩阵的计算过程。最后,通过数值算例说明了所提出的方法的性能。     

一类非线性时滞不确定性系统的鲁棒H∞滤波

研究含有状态时滞的非线性不确定性系统的鲁棒H∞滤波器设计问题。利用修正的Riccati型不等式分析了使滤波系统渐近稳定、且从噪声输入到误差输出的传递函数的H∞范数小于指定上界的充分条件，通过两个代数Riccati方程的正定解参数化表示了该滤波器。滤波器的设计过程和结构均是与状态时滞的大小、非线性扰动以及不确定性的参数无关的。仿真试验进一步表明了设计方法的有效性和可行性。     

基于参数相关Lyapunov函数的鲁棒H2/H∞控制

研究凸多面体不确定连续系统的鲁棒H2/H∞优化控制问题。为降低设计的保守性,提出一种具有参数相关Lyapunov函数的鲁棒H2/H∞性能准则。基于该性能准则,推导出鲁棒H2/H∞状态反馈控制器存在的充分条件,并以双线性矩阵不等式（BMI）的形式给出。给出了用于鲁棒H2/H∞控制器优化设计的迭代线性矩阵不等式（ILMI）算法。对某卫星姿态控制系统的仿真结果表明了该方法的有效性。     

不确定网络化控制系统鲁棒故障检测

针对一类具有未知输入和模型不确定性的网络化控制系统,基于H_∞滤波器研究了系统的鲁棒故障检测问题.利用输入时滞方法,将含有网络传输时滞和数据丢包的不确定网络化控制系统建模成一类具有双加性状态时滞项的连续系统.采用Lyapunov-Krasovskii泛函方法分析了新系统的H_∞性能,并将所得结果应用于原系统鲁棒故障检测滤波器的设计,得到了滤波器存在的时滞依赖条件.最后,通过仿真验证了该方法的有效性.     

一类不确定时延网络控制系统的故障诊断

研究了具有不确定时延的网络控制系统的故障诊断问题。通过建模将一类具有不确定时延的网络控制系统等效为具有不确定性的离散线性系统,并构建了故障观测器对系统进行故障检测。基于线性矩阵不等式(LMI)的方法,将故障诊断问题转化为系统鲁棒性的设计问题,给出并证明了解存在的条件以及观测器增益矩阵的求解方法。最后通过仿真验证了该算法的有效性。     

基于高阶PI观测器的不确定线性系统鲁棒故障检测设计

针对一类受干扰影响的不确定线性系统,研究了基于高阶比例积分 (proportional integral, PI)观测器的鲁棒故障检测设计问题。通过对一类Sylvester矩阵方程的参数化解,将基于高阶PI观测器的鲁棒故障检测问题转化为具有多约束的优化问题。基于该优化问题的解,给出了具有鲁棒故障检测功能的高阶PI观测器存在的充要条件,并给出受干扰影响的不确定线性系统的鲁棒故障检测设计方法。最后,数值算例及仿真分析结果验证了所提方法的有效性。     

基于LMI的H_/H∞故障检测观测器设计

考虑未知输入信号的影响,研究了线性系统鲁棒故障检测观测器的设计问题。利用描述残差对故障灵敏度的H_指数和表示残差对未知输入鲁棒性的H∞范数,将鲁棒故障检测观测器的设计问题描述为基于H_/H∞的优化设计问题。利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI)理论,给出故障检测观测器的存在条件,提出一种新的迭代LMI算法求解最优观测器增益。仿真结果表明,利用这种方法设计的故障检测观测器对故障的灵敏度高,对未知输入的鲁棒性强。     

Fault detection of switched linear systems with its application to turntable systems

This paper is concerned with the H∞ fault detection for continuous-time linear switched systems with its application to turntable systems.The solvability condition for a desired filter is established based on the proposed sufficient condition.Based on the double channel scheme of the turntable control system,the turntable system can be modeled as a switched system.Finally,by taking the turntable system as a numerical example,the effectiveness of the proposed theory is well validated.     

Robust dissipative filtering for continuous-time polytopic uncertain neutral systems

This article is concerned with the problem of robust dissipative filtering for continuous-time polytopic uncertain neutral systems. The main purpose is to obtain a stable and proper linear filter such that the filtering error system is strictly dissipative. A new criterion for the dissipativity of neutral systems is first provided in terms of linear matrix inequalities (LMI). Then, an LMI sufficient condition for the existence of a robust filter is established and a design procedure is proposed for this type of systems. Two numerical examples are given. One illustrates the less conservativeness of the proposed criterion; the other demonstrates the validity of the filtering design procedure.     

不确定随机跳变时滞系统非脆弱H∞滤

针对一类具有马尔可夫跳变参数的It^o类型不确定随机时滞系统,讨论了该类系统的鲁棒非脆弱H_∞滤波问题。在被控对象及滤波器同时存在不确定性的情况下,闭环滤波误差系统渐近稳定,干扰抑制性能指标小于给定上界。通过构造一个Lyapunov Krasovskii泛函,应用It^o微分公式沿系统对其求微分,再运用线性矩阵不等式（linear matrix inequality, LMI）和It^o公式,给出了非脆弱滤波器存在的可解性条件。通过数值算例表明了该方法的有效性。     

Krein space approach to robust H∞ filtering for linear uncertain systems

A novel Krein space approach to robust H ∞ filtering for linear uncertain systems is developed. The parameter uncertainty, entering into both states and measurement equations, satisfies an energy-type constraint. Then a Krein space approach is used to tackle the robust H ∞ filtering problem. To this end, a new Krein space formal system is designed according to the original sum quadratic constraint (SQC) without introducing any nonzero factors into it and, consequently, the estimate recursion is obtained through the filter gain in Krein space. Finally, a numerical example is given to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.     

Robust H∞ filtering for discrete-time systems with Markovian switching and time-delays

The robust H∞ filtering problem for uncertain discrete-time Markovian jump linear systems with modedependent time-delays is investigated. Attention is focused on designing a Markovian jump linear filter that ensures robust stochastic stability while achieving a prescribed H∞ performance level of the resulting filtering error system, for all admissible uncertainties. The key features of the approach include the introduction of a new type of stochastic Lyapunov functional and some free weighting matrix variables. Sufficient conditions for the solvability of this problem are obtained in terms of a set of linear matrix inequalities. Numerical examples are provided to demonstrate the reduced conservatism of the proposed approach.