Lipschitz非线性系统自适应观测器设计

对具有未知参数的Lipschitz非线性系统自适应观测器设计问题进行了讨论。首先，在一定的条件假设下，讨论了可同时辨识出系统常量参数的全维自适应观测器。然后，在同样的条件下，基于一坐标变换的方法，提出了一种降维自适应观测器设计方法。由此得出结论：具有常未知参数的Lipschitz非线性系统在同样的条件假设下，既可进行全维自适应观测器设计，也可进行降维自适应观测器设计。     

同步一类结构部分未知混沌系统的自适应非线性观测器

针对一类结构部分未知混沌系统，设计了一种舍有补偿器的自适应正交神经网络非线性观测器．这种自适应非线性观测器以混沌系统的线性部分能准确复制为前提，利用正交神经网络的非线性逼近能力实现结构部分未知混沌系统在状态不可测情况下的同步．在所设计的观测器中，正交神经网络的权值和补偿控制器的自适应调节规律都是通过Lyapunov稳定性原理推导所得，保证了闭环系统的稳定性，     

时延的事件触发无模型自适应抗干扰控制

针对一类具有时滞和有界扰动的离散时间系统，提出了一种改进的无模型自适应控制策略。首先，应用紧格式动态线性化方法将原始非线性时滞系统转换为数据模型。其次，应用离散时间扩展状态观测器对未知残差非线性时变项进行估计，提出了一种基于离散时间扩展状态观测器的无模型自适应控制方案。此外，通过设计事件触发条件以确保Lyapunov稳定性，建立了基于离散时间扩展状态观测器的事件触发无模型自适应控制。只有当系统指示器满足所提供的事件触发条件时，才更新控制输入信号；否则，控制输入保持不变，可以有效地解决有限的通信带宽问题。最后，通过仿真验证了该方法的有效性。     

基于小波神经网络的一类非线性系统的故障检测

针对一类非线性系统,提出一种小波神经网络(wavelet neural network,WNN)自适应故障检测方法。WNN具有较强的泛化能力及不同的激活函数。通过设计自适应状态观测器技术,利用小波神经网络观测器良好的观测性能来观测系统的当前状态,并将其应用于一类非线性系统中,实现故障检测与诊断。利用Lyapunov直接方法从理论上证明了小波神经网络故障检测观测器的稳定性,仿真结果亦表明了该非线性系统故障检测观测器的可靠性和稳定性。     

一种非线性系统自适应观测器的仿真研究方法

感应电机无速度传感器的控制系统是典型的非线性系统,非线性系统的控制和分析可采用自适应观测器的方法。但采用此方法在极点配置时会存在不稳定区域的问题。因此,应用Lyapunov稳定性原理,给出了观测器的速度辨识率,并建立一个全阶自适应状态观测器。同时,为提高非线性系统的鲁棒性,建立了一个在MAT-LAB6.5/SIMULINK环境下无速度传感器感应电机控制的仿真实验平台,提出了一种仿真研究方法。仿真结果表明,全阶自适应观测器方法在全速范围内具有很好的鲁棒性。     

一类非线性系统的自适应控制

提出一种带有状态观测器的非线性系统自适应控制策略 ,实现了非线性系统的镇定和零误差跟踪 .这种方法简单有效 ,尤其适用于状态不可观测系统和输出无法直接连续测量的非线性系统 .     

一类工业固定床反应器热点温度的非线性自适应控制

以工业邻二甲苯氧化非绝热管式固定床反应器为研究对象，通过正交配置集中化建立了一个降阶非线性动态模型。直接以降低模型作为开环状态观测器及新型的非线性自适应控制算法设计控制器，设计了该类固定床反应器热点温度的非线性自适应控制系统。仿真结果表明，该热点温度控制系统具有良好的跟踪性能、抗干扰性能和鲁棒性能。     

执行器故障检测的神经网络观测器方法

针对一类非线性系统,提出了一种用于执行器故障检测的神经网络观测器方法·这种非线性系统具有未知非线性函数,不需要满足结构匹配条件,并且不要求系统状态可测·观测器利用神经网络器逼近系统中的未知非线性项,提高了状态估计的精度·估计的残差提供了故障检测的手段,另一方面利用自适应律进行故障的识别·基于李亚普诺夫方法,从理论上证明了状态估计误差稳定且渐近收敛到零·最后,仿真结果表明该方法的有效性·     

一类带有扰动和自适应参数的严格反馈系统的观测器

带有扰动和不确定项的一类非线性系统的观测器已经广泛研究,带有自适应参数的非线性系统的观测器已有全面的发展。本文中的观测器的设计主要运用了有扰动和自适应参数观测器的处理方法,在参数严格反馈系统下来处理。     

一类广义非线性系统状态观测器的设计

本文研究了一类非线性广义系统的状态观测器问题，在理想系统（不存在干扰、不确定项和非线性项的广义线性定常系数）完全可观测的条件下，根据不同的情况，分别利用广义系统解的基本理论和正常系统Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性定理，对所研究的广义非线性系统分别设计了全阶的奇异Ｌｕｅｎｂｅｒｇｅｒ型非线性状态观测器和降价的正常线性或非线性变结构状态观测器，从所得结论可知，在系统结构确定的情况下，只要非线性满足Ｌｉｐｓｈｉ     

不确定组合大系统基于观测器的鲁棒分散镇定

研究一类不确定性有界，互联项满足Lipschitz条件的非线性不确定组合大系统的观测器设计和鲁棒分散镇定问题．给出了一类鲁棒观测器的设计方法以及基于此观测器受控系统的鲁棒分散镇定方法，其结果不仅效果较好(指数收敛)，而且是全局性的．最后给出一个数值例子说明结果的有效性．     

基于滑模观测器的航空发动机信号重构

本文研究航空发动机控制系统中传感器的信号重构问题。针对含有建模误差等未知干扰发动机模型,考虑传感器发生故障情况下,提出了基于滑模观测器的航空发动机信号重构方法。首先通过滤波器将含有传感器故障的系统等效为含有虚拟的执行器故障的系统;然后设计滑模观测器,并设置合适的增益矩阵使得状态估计误差稳定有界、输出估计误差在有限时间内到达滑模面,保证了滑模观测器对传感器故障的精确估计,在此基础上实现航空发动机的信号重构;最后,通过MATLAB/simulink对低压转速传感器发生不同幅度的软硬故障时进行信号重构仿真并与常用的卡尔曼滤波器方法进行对比,结果验证了该方法的有效性。     

基于自适应观测器的线性离散系统故障诊断

为诊断线性离散系统中的故障,提出了基于状态估计的自适应观测器故障诊断方法。利用基于Lyapunov函数的自适应观测器构造残差信号,设计了观测器增益矩阵和故障估计值的自适应调节规律。保证Lyapunov函数的一阶导数为负,所提出的自适应调整律能够实现观测器稳定和故障估计误差收敛。仿真结果表明,该方法可以及时检测系统故障,且能够诊断故障大小。     

一类未知输入系统的降维观测器设计

在观测器匹配条件不满足的情况下, 针对一类线性时不变系统,探讨了一种降维观测器设计的问题.基于输出对未知输入相关度的概念,构造辅助输出,使得匹配条件得以满足.在假设辅助输出可测时提出了一种降维观测器的设计方法.实际上,辅助输出不完全可测,使用高增益观测器观测的辅助输出估计值代替辅助输出设计降维观测器.状态估计误差在特定的封闭球体内最终一致有界,通过改变观测器参数可以调节封闭球体的半径.对一个五阶系统设计降维观测器,仿真结果表明, 降维观测器和滑模观测器具有同样良好的观测效果.
     

滑模观测器及其在无机械传感器永磁同步电机驱动系统的应用

为了取消永磁同步电机调速系统的机械传感器，电机转子的速度和位置通过测量定子电流和电压来估计，估计算法采用滑模观测器。采用逐段线性化处理技术，提出了一种滑模观测器在非线性系统中的新设计方法。根据这一方法，给出了用于永磁同步电机状态估计的具体算法。此算法简单，易于用数字计算机实现无机械传感器交流调速。通过数字仿真和实验测试，验证了所提算法的可行性。     

基于zonotope的离散时间Markov跳变系统的状态区间估计

为了有效地处理鲁棒估计产生的误差,为系统提供可靠的估计信息,针对一类具有未知输入的线性离散时间马尔科夫跳变系统(Markov jump systems, MJS),提出了一种新的状态区间估计方法。设计一个降维未知输入观测器,实现系统状态的观测,并以线性矩阵不等式的形式给出了观测器存在的充分条件,确保误差系统随机稳定,且具有较好的H∞干扰抑制性能。基于设计的降维未知输入观测器,提出了一种利用中心对称多胞体(zonotope)的方法来近似状态边界,从而获得系统状态的区间估计,使所获得的系统的状态值更加准确。通过一个数值仿真验证了所提方法的有效性。     

一类非线性不确定系统的滑模观测器设计及其在故障检测中的应用

研究了一类非线性部分满足Lipschitz条件的非线性不确定系统的鲁棒滑模观测器的设计问题。提出了一种将Thau观测器与Walcott-Zak观测器结合的非线性鲁棒滑模状态观测器设计方案,并利用Lyapunov定理证明了状态观测误差最后一致收敛于一个紧集。将所设计的滑模观测器应用于故障检测,仿真实验结果验证了该方法的有效性。     

基于观测器的不确定广义系统D稳定极点配置

研究了具有D稳定约束的不确定广义系统鲁棒状态观测器问题。基于参数矩阵不等式和广义逆理论，提出了一种广义鲁棒状态观测器的设计方法，目的是对于所有容许的参数不确定性，相应的广义状态估计系统是正则，无脉冲，且其有限极点配置在预先给定的圆盘中，从而使整个观测过程具有所希望的鲁棒性和暂态性能；并获得了希望的鲁棒状态观测器增益的存在条件及其解析表达式。     

基于故障诊断观测器的非线性时滞时变奇异系统的容错控制

为了解决控制理论中的系统安全性与可靠性问题,考虑到时滞时变普遍存在于此类系统中,沿着故障诊断和容错控制解决问题的思路,针对基于故障诊断观测器的非线性时滞时变奇异系统的容错控制问题进行研究,构造了一种新型的故障诊断观测器,结合Lyapunov稳定性理论研究了故障诊断观测器的状态估计误差,构建了状态反馈的容错控制器,利用Schur补引理以及一些基本的控制理论得到了故障诊断观测器和容错控制器存在的线性矩阵不等式(LMI)的充分条件,确定了闭环系统的稳定并且符合所给定的性能指标。通过Matlab仿真实例验证了所提方法的简便性以及实用性。此方法很好地克服了系统中存在的非线性、扰动以及时滞时变问题。     

Analysis and design for the second order nonlinear continuous extended states observer

The extended state observer (ESO) is a novel observer for a class of uncertain systems. Since ESO adopts the continuous non-smooth structure, the classical observer design theory is hard to use for ESO analysis. In this note, the self-stable region (SSR) approach, which is a nonlinear synthesis method for nonlinear uncertain systems, will be used for ESO design and its stability analysis. The advantages of the non-smooth structure in ESO for improving the convergence properties and the estimation precision will be shown.