状态观测器的极点配置——变量结构系统法

本文证明用变量结构系统VSS法设计状态观测器时(1),其状态观测器的极点是可以任意配置的,选择适当的矩阵L和α,可设计满意的状态观测器。     

采样系统的一类脉冲观测器的设计

文章针对周期采样系统考虑一类脉冲观测器的设计问题,该观测器由两部分组成:连续部分和离散部分。连续部分对采样间隔内的对象状态进行估计,而离散部分通过重置观测器状态实现对估计误差的快速调节。观测器的估计误差系统被建模为一个脉冲系统,以线性矩阵不等式形式给出该脉冲观测器的设计。在仿真实验中,通过和Luenberger型观测器比较,说明脉冲观测器在采样系统中的有效性。     

开环观测器的闭环设计方法

分析开环观测器的闭环性质，并提出按闭环状态反馈设计优化观测器的一种方法，该法具有广泛的适用性。     

具有扰动观测器调速系统的稳定性分析及转速环设计

针对将扰动观测器应用于实际伺服系统有可能由于参数选取不当导致系统不稳定的问题,提出应用于实际伺服系统的扰动观测器的一般性结构;讨论了扰动观测器环节对系统稳定性的影响,给出了扰动观测器环节参数的选取方法;分析了具有扰动观测器的实际调速系统转速环的设计方法。仿真实验表明采用该法设计嵌有扰动观测器的调速系统,能够使系统稳定的同时,具有良好的动、静态性能。     

用圆判据方法设计非线性观测器

研究一类非线性系统的观测器设计方法，其中观测器误差系统中非线性部分满足一般扇区条件．该系统的观测器误差系统可表示为线性部分与时变非线性部分反馈连接的形式．利用满足一般扇区条件非线性系统稳定性的圆判据设计方法，得到观测器误差系统渐近稳定的严格正实条件，实现非线性巨观测器的设计．     

正弦干扰下时滞系统的状态预测观测器与前馈—反馈预测控制器设计

研究控制变量含有时滞的线性系统在外部正弦干扰下的最优减振预测控制问题。利用系统的控制向量和被控对象的预测输出向量，设计了1种全维状态预测观测器。并将该状态观测器用于时滞控制系统的最优前馈—反馈预测控制中。频域分析表明，应用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，从而其优化控制规律完全可以按无时滞系统进行设计。时域分析表明，设计的预测控制器对外部正弦干扰有较强的鲁棒性，得到的结果关于二次型平均性能指标是次优的。     

改进的神经网络观测器在非线性系统中的应用

为降低非线性观测器对模型精度的依赖性, 提出一种非传统的神经网络观测器设计方法。该神经网络为三层前馈网络, 采用带修正项的误差反传算法进行训练, 以保证控制的精度和权值有界, 利用神经网络识别系统的非线性部分, 并结合传统的龙伯格观测器重构系统状态; 利用Lyapunov 直接法保证基于权值误差的非观测器的稳定性, 并将该观测器应用于机器人轨迹跟踪控制中。仿真结果表明, 该方法解决了模型不确定系统状态观测问题, 适用于模型精度较低的非线性系统。     

基于观测器的不确定广义系统的鲁棒无源控制

针对状态变量具有范数有界扰动的一类不确定广义系统,研究其基于观测器的鲁棒无源控制问题.首先利用Lyapunov函数方法和矩阵放缩法,以矩阵不等式的形式给出了闭环系统广义二次稳定且鲁棒严格无源的条件.然后以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了系统存在所设计观测器的充分条件,并给出了观测器型控制器的参数表示.同时给出求解问题的具体算法.最后给出算例说明此设计方法的有效性,该结论可以推广到状态与输入均具有扰动的情况.     

一类非线性系统混沌运动的反馈控制设计

ｏ采用Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数方法设计了一类混沌系统的非线性状态观测器,并用带有该状态观测器的反馈控制方法研究了混沌系统的控制问题,该控制方案可用于Ｒｏｓｓｌｅｒ系统。数值仿真表明该控制方案具有较好的控制效果。     

结构式不确定系统的观测器─控制器鲁棒设计

对具有结构式不确定性描述的带观测器反馈控制系统提出一种鲁棒设计方法．该方法选取反映系统鲁棒稳定范围的函数为性解指标，同时考虑了组合系统特征值的配置约束，使之满足动态特征要求．并用梯度法进行优化，寻找最佳的状态反馈矩阵F*和观测器增益矩阵L*．计标实例表明，这种设计方法可明显提高系统的鲁棒性．     

基于非线性干扰观测器的直升机滑模反演控制

针对3自由度直升机俯仰控制系统,提出一种基于非线性干扰观测器的滑模反演控制方法. 用一种非线性干扰观测器观测系统的不确定性和外界干扰,通过选择设计参数,可以使观测误差指数收敛. 对引入非线性干扰观测器后的系统采用滑模反演法设计控制器,控制律的设计保证了闭环系统的稳定性,从而达到对直升机俯仰系统跟踪控制的目的. 仿真结果表明,该方法能够较理想地观测干扰,减小控制器的输出,改善系统的控制性能.     

一类时变多时滞系统的观测器设计

本文为一类含有不确定项的时变多时滞系统,设计了观测器.利用观测器状态进行反馈控制,使闭环系统渐近稳定,并且对于允许的不确定性满足范数有界.观测器和控制器的设计可通过解两个线性矩阵不等式（LMI）得到.所得结果依赖于时滞的上界及其导数的上界,具有较小的保守性.数值算例验证了设计方法的有效性.     

基于模糊滑模观测器的PMLSM的速度位置估计

针对永磁同步直线电机无传感器控制直线驱动系统中,速度和磁极位置难以快速准确估计的问题,提出了一种结合滑模观测器与模糊控制各自优点的模糊滑模观测器速度位置估计新方法。仿真结果表明,模糊滑模观测器能够在柔滑抖振和稳态误差之间找到平衡,保持系统的鲁棒性和控制精度,提高系统的响应速度。该观测器能够高速、精确地估计电机速度和磁极位置,实现高性能的永磁同步直线电机无速度传感器控制。     

基于二阶扰动观测器的永磁同步电机电流控制

永磁同步电机速度伺服系统的电流环存在外部干扰和系统参数摄动,影响了PI控制的性能。本文利用系统输出与内模输出误差,设计一种新型的鲁棒内环扰动观测器,来估计系统不确定量补偿量。在保证系统鲁棒稳定性条件下,设计扰动观测器的动态响应为二阶系统,达到无稳态误差。实验仿真表明,增加了扰动观测器补偿的PI电流环控制系统,能够很好地抑制电流环中的扰动,减小电流波动,提高电流的跟踪精度。     

An adaptive load torque observer using hyperstability for PMSM servo system

An adaptive load torque observer is presented to compensate the torque ripple in PMSM servo system. A simple adaptive scheme is derived using Popov ＇ s hyperstability theory. The torque ripple detected by the observer is compensated by a feed forwarding equivalent current which gives fast response. The noisy current information is exempt from the observer to avoid its deterioration to the quality of the observer. The speed measurement delay is considered by using observed speed sinee the instantaneous velocity can＇t be estimated precisely at low speed because of too few position pulses from the absolute encoder during one time interval. Simulation and experimental results demonstrate that the proposed method can improve the dynamic performance of PMSM servo system satisfyingly.     

具有状态约束的机电伺服系统自适应鲁棒控制

针对执行器动态及其状态受限、状态中存在测量噪声的问题,为伺服系统设计了一种基于非线性高增益观测器的自适应非线性鲁棒跟踪方法.基于系统位置测量值设计高增益观测器,利用滤波器消除噪声对观测器精度的影响,采用自适应律估计观测器增益,以保证观测器的鲁棒性.在设计过程中,引入一种新的障碍Lyapunov函数,以限制中间控制信号的幅值而满足系统对状态变量的约束要求,并通过Lyapunov方法验证了闭环系统的一致有界稳定性.结果表明,所提出的方法能够准确估算负载位置和速度.与传统的控制方法相比,其所观测的信息量较充分、估计精度较高、抗干扰能力及参数变化的鲁棒性较强.     

线性系统的间歇观测器设计

考虑到间歇控制是一类特殊的切换控制,提出基于时变切换Lyapunov函数的间歇观测器设计方法,并进行数值验证。采用时变切换Lyapunov函数分析相应误差系统的稳定性,得到观测器收敛的充分条件,通过求解相应的线性矩阵不等式得到观测器增益矩阵,且数值算例验证所提方法是有效的。