待发表文章预告

变时滞不确定线性系统的强稳定条件佟守愚,王志明,苏云洪(空军航空大学航空理论系,长春130022)摘要:当系统采用观测器反馈控制时,常常不能获得系统的输出信息,此时整个系统形成开环。为保证此时系统的稳定性,提出了系统强稳定概念。针对状态向量与控制输入向量中同时具有变时滞     

基于卡尔曼滤波思想的时变增益最优观测器设计

与传统常数增益向量（矩阵）状态观测器设计方法相比,基于卡尔曼滤波思想给出了时变增益向量（向量）状态观测器（估计器）的设计方法,例子证实了提出的时变增益观测器具有更小的状态估计误差。     

离散非线性系统状态和故障估计

针对同时含有执行器故障和传感器故障的离散Lipschitz非线性系统,提出一种可以同时估计系统状态、执行器故障和传感器故障的观测器设计方法。首先,通过系统状态向量的扩展,将原系统化为形式上不含传感器故障的广义Lipschitz非线性系统;然后,对得到的广义系统设计可以同时估计系统状态和执行器故障的观测器;最后,将观测器设计过程化为求解线性矩阵不等式的形式。仿真结果表明,所提方法具有有效性、正确性以及优越性。相较于现有很多方法,所提方法具有高效快捷的特点,具有较强的实用性。     

基于LMI的H∞未知输入观测器设计

针对同时具有未知输入和量测噪声的离散Lipschitz非线性系统,采用扩展状态向量的方法将量测噪声向量当作系统状态,从而将系统化为形式上不含量测噪声的广义离散非线性系统.通过设计广义系统H∞未知输入观测器,同时估计出原系统状态和量测噪声.为了降低设计的保守性,将观测器设计转化为线性矩阵不等式(LMI)求解问题,给出观测器设计算法,并基于延迟估计的思想提出一种未知输入代数重构方法.仿真结果表明:提出的方法可以使状态估计、量测噪声及未知输入的重构信号逼近实际信号,证明了该方法的有效性和正确性.     

带随机分布时延的网络控制系统预估补偿控制

网络时延的时变特性导致只有某些时刻的对象输出被控制器端接收,回路时延的形式较复杂.采用开关式的状态观测器,基于接收到的输出估计系统状态,建立状态估计误差系统.为讨论切换系统均方稳定的条件,推导了多随机变量序列的Markov特性,进而在Markov跳跃系统的基础上得到了闭环系统均方稳定的充分条件.该条件由状态估计误差系统与时延状态反馈控制系统的均方稳定条件组成,所以控制器和观测器满足分离特性.此外,通过增广状态向量利用系统的Markov切换特性得到了系统均方稳定的充分必要条件.最后用数值实例验证了预估补偿控制策略的有效性.     

动力定位辅助锚泊定位船有限时间观测器设计

针对船舶动力定位辅助锚泊定位(DPM)系统中速度不可测和外部扰动不确定的问题,基于传统的状态观测器的设计了一种有限时间状态观测器(FTSO),所提观测器可以同时对船舶速度和外部扰动进行估计.在船舶的建模过程中考虑了系统中的未建模动态项,并根据建立的数学模型给出了所提观测器的数学表达式.利用矩阵不等式、齐次理论和Lyapunov稳定性理论等证明了该有限时间观测器是半全局有限时间稳定的.对所提观测器进行了仿真验证,并与传统的状态观测器进行了对比实验,仿真结果表明所提观测器具有更快的收敛速度和更好的抗干扰性.     

低速摩擦伺服系统的近似有限时间稳定跟踪控制

针对系统状态不可测且存在不确定性的低速摩擦伺服系统,研究其有限时间稳定跟踪控制问题,提出一种具有动态主动补偿特性的非线性反馈控制方法,使低速摩擦伺服系统近似实现有限时间稳定跟踪。同时,为了解决跟踪系统部分状态未知及不确定性问题,设计了扩张状态观测器。仿真结果验证了该控制方法及扩张状态观测器的有效性。     

一类Lipschitz奇异摄动系统的观测器设计

考虑了一类Lipschitz奇异摄动系统的观测器设计问题,系统中的非线性函数满足Lipschitz条件.基于Lyapunov稳定性理论,给出了带有奇异摄动参数的Luenberger状态观测器的设计方法,证明了系统状态与观测器状态的误差指数稳定,并用线性矩阵不等式表示了观测器存在的条件.仿真例子说明了设计方法的有效性.     

Delta算子系统D稳定鲁棒状态观测器的设计方法

研究了Delta算子描述的线性不确定系统基于圆形区域极点配置的状态观测器(定义作D稳定鲁棒状态观测器)的设计问题·利用离散的Delta算子代数Ricatti方程,给出了一类参数不确定Delta算子系统D稳定鲁棒状态观测器存在的一个充要条件及其设计方法,这一表述,有利于进行理论推导·为便于计算将这一结果转化成线性矩阵不等式·所设计的D稳定鲁棒状态观测器具有很好的鲁棒性,并将连续与离散系统有关该问题的结果统一到了Delta算子框架中·     

具有未知输入非线性系统的自适应观测器设计

针对具有未知输入和传感器噪声的的非线性系统,讨论了基于T-S(Takagi-Sugeno)模型的未知输入观测器设计方法.首先,给出了基于非线性系统构造T-S模型系数矩阵的计算方法.然后,以T-S模型作为设计模型,通过扩展传感器噪声为辅助状态向量的方式,将系统扩展为增维系统.继而,针对T-S模型,设计模糊自适应观测器以达到对非线性系统状态,未知输入和传感器噪声同时估计之目的.为此,基于线性矩阵不等式,给出了观测器存在的充分性条件.最后,通过实例仿真验证了此方法的有效性.     

不确定时滞线性系统的鲁棒镇定问题

针对过程控制中普遍存在的时滞和不确定现象,应用Lyapunov稳定方法和Riccati方程方法研究了存在滞后的不确定线性系统的鲁棒镇定问题,其中的不确定性是时变有界的,不要求满足“匹配条件”;获得了一类不确定线性时滞系统用状态反馈控制器进行鲁棒镇定的充分条件.该充分条件以线性矩阵等式存在对称正定解的形式给出,通过求解代数Riccati方程的对称正定解构造线性状态反馈稳定化控制器.最后给出了算例,结果证明了对于不确定线性时滞系统,应用该方法构造的线性状态反馈稳定化控制器,可使闭环系统渐近稳定.     

不确定关联时滞系统基于观测器的鲁棒分散镇定

讨论了一类不确定关联时滞系统基于状态观测器的鲁棒分散镇定问题·系统的不确定性是未知时变且范数有界的,系统状态及控制输入、互联项中均存在时滞·根据李亚普诺夫稳定性理论,给出了系统可分散输出反馈镇定的充分条件,即一组线性矩阵不等式(LMI)有解·所设计的分散控制器保证系统渐进稳定·仿真结果表明,该方法是有效的·     

时变广义系统稳定性分析

研究了时变广义线性系统和时变广义非线性系统的稳定性问题 .首先利用相关不等式 ,给出了一个时变广义线性系统无脉冲且稳定的充分条件 .该结果可用于对不确定广义控制系统稳定性的研究 .然后 ,在适当的条件下 ,通过慢子系统来判断快子系统的变化 ,并利用Riccati方程 ,建立了时变广义非线性系统是渐近稳定的简明判据 .最后 ,给出了例子以说明本文的结论 .     

不确定时变滞后系统的鲁棒容错控制

研究一类不确定时滞后系统的鲁棒容错控制问题,当系统既有状态时变滞后,又有控制输入时变滞后,而且状态和控制输入的不确定项均不满足匹配条件时,利用线性矩阵不等式,得到了系统可由基于观测的 状态反馈鲁棒镇定的充分条件,同时在执行器发生故障时具有完整性。     

T-S模糊控制系统的虚拟等价系统及稳定性判据

针对未知确定性被控对象和未知非线性时变对象,通过构造虚拟等价系统的方法研究T--S模糊控制系统的稳定性.采用虚拟等价系统的目的在于降低原问题的难度,改进现有稳定性判据的保守性.分析结果表明,T--S模糊控制系统的稳定性主要取决于局部模型的精度、模糊规则的正确性以及局部控制器的镇定性.     

Robust H∞ Filter Design for a Class of Uncertain Linear Systems with Time—delayed Measurement

A robust H∞ approach to filtering for a class of uncertain linear systems with time-delayed measurement is investigated.The parameter uncertainties are described by real time-varying norm-bounded form.A methodology is developed for designing linear filters such that the filtering process remains robustly stable and the transfer function from the disturbance inputs to error state outputs meets the prescribed H∞-bound constraints.The filter can be obtained and parameterized by solving two Riccati equations based on the lemma of robust stability for control system with delay.Simulation example proves the method to be effective and feasible.     

参数不确定网络拥塞系统的保性能控制

针对网络控制系统在建模过程中普遍存在的参数不确定性问题,在现有的网络拥塞控制模型基础上,考虑了系统具有时变参数不确定性的情况.通过对已有非线性动态TCP模型进行线性化,得到一个带有参数不确定性的线性时变系统,并且,该线性系统模型能够更精确描述原来非线性系统.对于已得到的线性系统,利用Lyapunov稳定性理论,以及结合...     

时变采样周期网络控制系统混合H2/H∞动态输出反馈控制

针对网络化控制系统中出现的时变采样周期和时延现象,讨论混合鲁棒H2/H∞控制性能约束下的控制问题。先通过矩阵Jordan变换,将时变采样周期和时延的不确定性转变为系统参数的不确定性,建立离散时间凸多面体不确定系统模型;然后以线性矩阵不等式的形式,构建参数依赖Lyapunov函数,给出保证系统渐近稳定并满足混合鲁棒H2/H∞性能的动态输出反馈控制器存在的充分条件和控制器的具体参数。数值仿真结果表明所设计的控制器能够保持系统渐近稳定。     

一类线性时变时滞不确定系统的鲁棒稳定性和H∞性能

讨论了一类具有不匹配不确定性的线性时变时滞系统的鲁棒稳定性和鲁棒H∞性能问题,对于给定的不确定性,以矩阵不等式的形式给出了时变时滞不确定系统渐近稳定的条件和系统满足H∞性能的条件.     

基于扩张状态观测器的双旋弹丸舵翼转速预测控制

针对存在于固定鸭舵式弹道修正弹舵翼滚转系统中的参数不确定性和不确定性非线性问题,提出一种基于输出反馈型扩张状态观测器的直接模型预测控制方法.该方法以扩张状态观测器估计系统扰动并以前馈补偿的方式融入控制器设计,结合较精确的舵翼滚转模型实现滚转状态预测和控制.在转速更新时间间隔内对非线性参数进行线性化处理,将复杂的积分遍历运算转换为低阶函数直接求解问题,大幅度降低了运算量.仿真实验结果表明:该方法能快速准确地对状态和干扰进行估计,且与传统控制方法相比,具有精度高、响应快、抗干扰及参数变化能力强的特点.