切换离散线性奇异系统的观测器设计

目的 研究切换离散线性奇异系统的状态观测器设计问题.方法 利用共同Lyapunov函数方法.结果 与结论 给出了一个在任意切换律下是渐近稳定的充分条件和一类共同Lyapunov函数, 并在所有子系统均能检测且因果能观的条件下,给出了切换离散线性奇异系统存在奇异状态观测器和正常降维状态观测器的充分条件和设计算法.最后以一个数值例子说明了该方法的有效性.     

具有不确定时延的离散控制系统观测器设计

针对状态和输入同时存在不确定时延的一类线性离散系统网络,使用线性矩阵不等式方法研究基于观测器的状态反馈控制,利用Lyapunov函数将不确定离散系统的鲁棒稳定性问题进行转化,从而应用线性矩阵不等式进行求解,最终得出该系统渐近稳定反馈控制器的一个设计方法。通过对离散控制系统进行仿真分析,验证了该方法的有效性。     

无线传感器网络控制系统故障检测

为了确保无线网络控制系统运行的可靠性,该文针对由无线传感器网络组成的网络控制系统,设计了基于离散切换系统的故障观测器.假定其可能发生故障,对其进行故障检测研究.通过研究无线传感器网络数据的传输特性,构建了增广故障观测器.将该观测器等效为离散切换系统.利用李雅普诺夫稳定性理论将观测器稳定条件归结为1个线性矩阵不等式,给出了稳定性证明.该观测器能在1s内跟踪上原系统的状态.当系统发生故障时,观测器残差能够迅速发生跳变,从而检测故障.仿真示例验证了该文方法的有效性.     

基于观测器的一类离散非线性系统的控制

研究一类离散非线性系统的观测器设计问题,基于Schur补引理和Lyapunov稳定性定理,提出一类离散非线性系统的观测器设计方法.证明了在适当条件下,提出的观测器保证观测误差渐近趋于零.进一步,提出了基于观测器一类离散非线性系统的反馈控制器设计方法.并给出在反馈控制的作用下相应闭环系统达到稳定的充分条件.     

MIMO多输入输出网络控制系统的容错控制

针对被控对象为具有不确定因素的多输入多输出网络控制系统,设传感器与控制器均为时间驱动,执行器为事件驱动,网络诱导时延小于采样周期,将未能成功传输数据的传感器节点视为暂时失效,把具有传感器故障的网络控制系统建模为一类带有不确定因素的离散模型,借助Lyapunov定理给出了系统渐近稳定的充分条件,基于LMI方法得出观测器和控制器的分离设计方法,实现了MIMO网络控制系统的容错控制。     

长时延网络化控制系统鲁棒故障诊断

针对一类具有网络时延和范数有界未知输入影响的不确定网络控制系统,研究了基于观测器的鲁棒H∞故障诊断方法.基于Lyapunov稳定性条件和线性矩阵不等式技术,得到了使系统渐近稳定的H∞性能判据,该准则的条件与网络诱导时延相关,在此性能准则的基础上可以进行长时延网络控制系统鲁棒H∞故障诊断滤波器的设计.     

不确定网络控制系统的死区调度与控制协同设计方法

针对具有不确定性的多输入多输出(MIMO)网络控制系统,提出了1种调度与控制协同设计方法。为改善网络服务质量(Qo S),将死区调度策略应用于MIMO网络控制系统,并将该系统建模为一类具有不确定性和时延的离散线性系统。为补偿网络诱导时延的影响,构造了1种状态观测器和反馈控制器。基于Lyapunov函数法和锥补线性化方法,给出了系统渐近稳定的充分条件及控制器设计的迭代求解法。针对死区阈值的优化,提出了1种基于二分法的阈值优化迭代算法。仿真算例表明该文方法是有效的。     

大时延网络化控制系统状态观测器的设计

在对带有大时延的网络化控制系统进行了必要的假设后,建立了其增广状态空间模型,并在传统状态观测器的基础上,设计了一种具有延时补偿的状态观测器,从而使系统的性能得到改善.还给出系统渐近稳定的充分必要条件.与传统的状态观测器设计方法进行了仿真和比较,结果证明了该方法的有效性和正确性.     

输入多采样率网络控制系统的建模和稳定性分析

通过提升技术和扩展向量建立了输入多采样率网络控制系统的线性离散时不变模型,采用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法对其稳定性进行分析,给出了系统渐近稳定的充分条件,并通过仿真实例验证了所提出方法的正确性.结果表明,所建立的线性离散时不变模型具有较好的可靠性.     

基于数据采样的混沌容错同步控制方法

针对含有故障的混沌系统,利用非线性系统Euler近似离散化方法,将采样控制系统转换为离散时间系统,并针对控制器容易出现的一类故障建立数学模型,设计故障观测器,进而给出了容错同步控制器的设计方法以及误差系统渐近稳定的充分条件,有效地实现两个混沌系统的同步.所设计的控制器增益可以通过Matlab提供的线性矩阵不等式(LMI)工具箱来求解.数值仿真实现了两个蔡氏电路的同步,并通过与文献算法的对比,验证了所设计采样同步控制器的有效性和容错能力.     

基于广义状态观测器的广义系统稳定性分析

对于同时具有时延和数据包丢失的正则无脉冲且能检的广义网络控制系统,在传感器采用时钟驱动及控制器和执行器采用事件驱动的条件下,假设传输时延小于一个采样周期且网络中的数据包丢失率一定的情况下,将该系统建模为异步动态系统.同时由于状态观测器能够保持系统的结构性,因此在给定原系统状态反馈控制器的前提下,利用广义李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式方法验证观测器系统的指数稳定性.最后仿真实例证明了该方法的有效性.     

基于观测器的广义网络系统稳定性分析

针对一类同时具有时延和丢包的正则无脉冲且脉冲能观的广义网络控制系统,假设传输时延小于一个采样周期且网络中的数据包传输成功率一定,将该系统建模为异步动态系统.利用李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式方法给出判断系统指数稳定的条件,并且得出基于正常状态观测器的反馈控制器.仿真实例证明了该方法的有效性.     

存在干扰和数据包丢失的网络控制系统鲁棒H_∞故障诊断

针对一类同时存在未知干扰输入和传感器数据包丢失的网络控制系统,假定其可能发生故障,设计了鲁棒H∞状态观测器,对其进行故障检测。首先对此类网络控制系统进行了建模,建立了系统的状态观测器,并将该观测器误差方程等效为离散切换系统。然后基于李雅普诺夫稳定性理论,给出了观测器系统为鲁棒H∞状态观测器的充分条件及观测器增益矩阵的求解方法。为了增强鲁棒性和灵敏度,将阈值的选取归结为具有线性不等式约束的最小化问题。最后的仿真示例验证了文中方法的有效性。     

变采样网络控制系统的稳定性分析

目前网络控制系统多采用事件驱动方式,这种驱动方式适用于网络延时小于一个采样周期的网络控制系统。为了解决网络延时大于一个采样周期的问题,提出了事件-时间驱动方式。在采用事件-时间驱动方式下系统成为变采样网络控制系统。在网络时延大于一个采样周期情况下,系统中的控制值和反馈值不能准时到达时,该系统使用预测环节预测的预测值。在基于预测值的变采样网络控制系统中,给出了不同网络时延所对应的状态转移矩阵,分析了变采样网络控制系统稳定需要的条件,最后给出了一个例子说明了变采样网络控制系统采用预测值控制可以使系统稳定运行。     

基于观测器的长时延网络控制系统设计

该文针对存在时变有界长时延的网络控制系统，讨论了具有时延补偿功能的状态观测器以及状态反馈控制器的设计方法。状态观测器根据控制器接收数据包的情况在开环预测和闭环预测两种模式之间切换，以补偿时延的影响。控制器的输入采用观测器的预测状态，从而将系统建模为一类具有多个子系统的离散切换系统。在此基础上，给出了状态观测器与控制器协同设计的方法。仿真结果表明：该文提出的设计方法能够比未采用补偿策略的方法取得更好的控制性能。     

切换广义被控对象网络控制系统状态反馈镇定

针对切换广义被控对象的网络控制系统,根据网络的时延特性,结合被控对象为广义切换系统的特点,在传感器采用时间驱动,控制器和执行器采用事件驱动,网络诱导时延小于一个采样周期时进行系统建模,然后通过构造李雅普诺夫函数和多李雅普诺夫函数的方法研究了系统的稳定性,并设计了保证时延切换广义网络控制系统渐近稳定的鲁棒状态反馈控制器.     

基于信息调度的网络控制系统的故障诊断

研究了基于静态信息调度框架的网络控制的故障诊断问题。表征故障信息的残差信号由一个周期性的未知输入观测器观测出的系统状态和参考模型的状态构造而来。文中给出了此类观测器存在的充分条件,并根据状态估计误差和Lyapunov理论推导出观测器稳定的条件。最后给出了仿真实例验证了提出方法的有效性。     

不确定时滞Lur’e控制系统的鲁棒H_∞观测器设计

研究一类具有不确定时滞性Lur’e控制系统的状态观测器设计和基于状态观测器的鲁棒控制器设计问题.在系统状态不能直接被测量的情况下,通过构造增广系统,利用Lyapunov稳定性理论,得到了关于Lur’e控制系统存在状态观测器和基于状态观测器的鲁棒控制器的充分条件,并利用MATLAB的LMI工具箱求解状态观测器和控制器参数.最后,通过仿真实例验证了该设计方法的有效性和可行性.     

自抗扰控制器在气压伺服控制系统中的应用

为提高控制系统的鲁棒性,增强干扰抑制能力,提出了适用于气压伺服系统的自抗扰控制器方案,并讨论了控制参数的整定.自抗扰控制器为非线性控制器,由跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律3部分构成.扩张状态观测器可以实时观测系统状态和扩张状态,从而实现全状态反馈及系统不确定性和外扰的补偿控制.自抗扰控制器的设计不依赖于被控系统的精确数学模型,并对内外扰有较强的抑制能力,在整个系统工作区间都有良好的鲁棒性.仿真结果表明,自抗扰控制器对气动伺服系统模型的不确定性以及外干扰的鲁棒性较好,且具有较优的动态性能.