Delta算子描述的离散系统鲁棒滤波

研究基于Delta算子描述的线性不确定离散时间系统在稳态估计误差方差约束下的鲁棒滤波问题。目的是设计线性滤波器 ,使得闭环系统稳定 ,且闭环系统的稳态估计误差的方差满足预先给定的约束条件。基于Riccati方程或Riccati不等式方法 ,给出Delta算子描述的系统鲁棒滤波器的存在条件和显式表达式     

基于非线性映射的自适应混合Kalman/H∞滤波器

Kalman滤波器的精度高,但是鲁棒性差。H∞滤波器虽然鲁棒性好,但是精度不高,将两种滤波器进行混合获得新的滤波器可同时具备高精度和对干扰噪声的鲁棒性。通过对Kalman滤波器的实时性能评价,提出了一种基于非线性映射的自适应调节权值混合Kalman/H∞滤波器,并通过全球定位系统/推位组合导航模型对提出的方法进行了仿真验证。仿真结果表明,在干扰噪声统计特性变化和系统模型存在摄动条件下,与Kalman滤波和H∞滤波方法相比,所提出的混合Kalman/H∞滤波方法具有更高的滤波精度,更适用于实际应用。     

Delta算子系统基于输出反馈的鲁棒协方差控制

研究Delta算子描述的线性不确定系统基于输出反馈的鲁棒协方差控制问题,即设计输出反馈控制器,使Delta算子不确定系统鲁棒稳定,且稳态输出协方差矩阵具有给定上界。利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出Delta算子不确定系统输出反馈鲁棒协方差控制器存在的充分条件,并在此基础上,提出Delta算子不确定系统输出反馈鲁棒协方差控制器设计算法。数值算例表明设计方法的可行性。     

不确定离散系统的有限时域鲁棒H∞滤波

研究了一类时变不确定离散系统的有限时域鲁棒H∞滤波问题。在系统不确定性满足范数有界的条件下,给出了有限时域鲁棒H∞滤波器存在的充分必要条件,并基于线性矩阵不等式技术给出了滤波器的构造性的设计方法。得到的滤波器对所有可容许不确定性，满足指定的性能指标。最后给出了仿真实例,仿真结果表明所设计的滤波器实现了设计要求。     

Delta算子系统的鲁棒D稳定可靠控制

研究具有执行器故障的Delta算子线性不确定系统鲁棒D-稳定可靠控制问题,即设计控制器,消除系统不确定性和执行器故障的影响,确保闭环系统极点落在复平面指定圆盘区域内。考虑执行器故障为连续故障模型的情形,利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)方法,给出Delta算子系统状态反馈鲁棒D-稳定可靠控制器存在的充分条件,并由此提出相应控制器设计方法。利用所得结论,给出Delta算子系统状态反馈鲁棒稳定可靠控制器存在的充分条件。数值算例表明设计方法的可行性和有效性。     

一类模糊时滞系统的非脆弱H∞保成本容错控制

应用线性矩阵不等式方法研究TS模糊系统的H∞保成本容错控制器的设计问题。针对含有容许的不确定参数和可能的执行器故障的模糊时滞系统,在考虑保成本函数取得最小上界的基础上,兼顾系统的H∞性能。以线性矩阵不等式的形式给出TS模糊系统H∞保成本容错控制器存在的充分条件,把控制器的设计问题转化为线性矩阵不等式的可行解问题。通过例子验证了所给出的H∞保成本容错控制器设计方法的可行性和有效性。     

基于LMI的不确定系统鲁棒故障检测观测器设计

针对系统模型同时具有未知输入扰动和模型不确定性,提出了一种鲁棒故障检测观测器的设计方法。在不考虑系统模型误差的情况下,为降低设计的保守性,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∞范数以及一种新的迭代线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)算法解决H∞/H-的优化问题,设计了参考残差模型和自适应门限,并将观测器设计转化为LMI表述的标准H∞模型匹配问题,减小故障检测过程中误报、漏报率。仿真结果表明,设计的故障检测观测器对故障的灵敏度高,对不确定因素的鲁棒性强。     

基于Delta算子的QR分解LMS算法

针对基于Delta算子的自适应滤波问题,提出了Delta算子描述的QR分解LMS(Delta-QR-LMS)算法。首先给出后向Delta算子模型的另一种表示形式,并利用该变换公式推导出Delta-QR-LMS算法的具体迭代步骤。通过仿真算例表明,Delta-QR-LMS算法比传统的LMS算法具有更好的滤波性能和更快的收敛速度。     

基于Delta算子的自适应信号处理

Delta算子方法是信号处理与控制理论交叉学科的前沿研究领域之一,在高速信号处理和数字控制设计方面具有广阔的应用前景。简要综述了Delta算子理论在自适应信号处理中的应用现状与存在问题,涉及基于Delta算子的模型描述与稳定性分析、自适应滤波与估计、自适应算法性能分析与实现以及2D信号处理等方面。最后指出了有待进一步研究的课题方向。     

基于Delta算子的非线性系统最优模糊保性能控制

对一类Delta算子描述的具有范数有界不确定性的非线性T S模糊系统,研究其状态反馈最优保性能控制器设计问题。基于线性矩阵不等式(LMI)的方法,给出了存在和设计保性能控制律的一个充分条件。以及在使二次性能函数上界最小意义下,最优保性能控制律的凸优化设计方法。所得结果将连续和离散模糊系统的有关结论统一到Delta算子框架内。     

基于T-S模糊模型的网络控制系统鲁棒H∝容错控制

针对同时存在网络时延和数据包丢失的网络环境,研究了执行器故障下一类非线性网络控制系统的鲁棒H_∞容错控制问题。基于不确定T-S模糊模型描述的非线性网络控制系统模型,考虑了更实际、更常见的执行器部分失效情况。通过引入一个积分不等式,获得了此类系统的时滞相关鲁棒稳定性条件,且采用锥补线性化算法给出了此类系统的鲁棒H_∞容错控制器设计方法。仿真算例表明,对于任意容许的不确定性以及执行器故障,所设计的控制器能使系统鲁棒渐近稳定,且具有H_∞范数界。       

Exponential L_1 Filtering of Networked Linear Switched Systems: An Event-Triggered Approach

The issues of event-triggered exponential L_1 filtering are studied for a class of networked linear switched systems. An event-triggered mechanism is proposed to enhance resource utilization in transmission, and save the communication cost of systems as well. Then, the filtering error system is reconstructed as a switched delay system with bounded disturbance through the input delay system approach. By resorting to the Lyapunov-Krasovskii functional approach and the average dwell time(ADT) technique, some interesting results are derived to guarantee the exponential stability with a prescribed L_1 disturbance rejection level. Further, an event-triggered exponential L_1 filter is designed via solving a set of feasible linear matrix inequalities(LMIs). Finally, the efficiency of the proposed results is verified through a numerical example and a PWM-driven boost converter circuit system.     

具有时变时延和丢包的网络控制系统H∞优化控制

研究了一类存在时变时延和丢包的网络控制系统(networked control systems, NCS )的H∞优化控制问题。当网络时延和连续丢包有界时,NCS被建模为等效的具有时变时滞的系统,利用Lvapunov Krasovskii泛函和线性矩阵不等式方法,在NCS渐近稳定的基础上给出NCS状态反馈次优和最优H∞控制律的设计方法,求解时不需要使用重复迭代,设计控制器时也无须知道调节参数。仿真表明了此方法的可行性和有效性。     

Networked Learning Predictive Control of Nonlinear Cyber-Physical Systems

Cyber-physical systems integrate computing, network and physical environments to make the systems more efficient and cooperative, and have important and extensive application prospects, such as the Internet of things. This paper studies the control problem of nonlinear cyber-physical systems with unknown dynamics and communication delays. A networked learning predictive control scheme is proposed for unknown nonlinear cyber-physical systems. This scheme recursively learns unknown system dynamics, actively compensates for communication delays and accurately tracks a desired reference. Learning multi-step predictors are presented to predict various step ahead outputs of the unknown nonlinear cyber-physical systems. The optimal design of controllers minimises a performance cost function which measures the tracking error predictions and control input increment predictions. The system analysis leads to the stability criteria of closed-loop nonlinear cyber-physical systems employing the networked learning predictive control scheme. An example illustrates the outcomes of the proposed scheme.

     

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。     

一类含有随机输入时延和故障的离散系统H∞控制

研究了一类具有控制输入时延的离散系统H_∞可靠性控制问题,提出了具有实际意义的服从某种概率分布的随机故障模型。假设输入时延符合齐次Markov分布,在控制器的设计中利用了控制器的历史信息, 把系统转换为无时延的Markov 跳变系统,根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI)方法,给出了故障分布依赖的H_∞均方稳定且具有H_∞范数界γ的容错控制器解的存在条件。最后, 通过算例验证了本方法的有效性。     

Data-based predictive control for networked nonlinear systems with packet dropout and measurement noise

In this paper, the data-based control problem is investigated for a class of networked nonlinear systems with measurement noise as well as packet dropouts in the feedback and forward channels. The measurement noise and the number of consecutive packet dropouts in both channels are assumed to be random but bounded. A data-based networked predictive control method is proposed, in which a sequence of control increment predictions are calculated in the controller based on the measured output error, and based on the control increment predictions received by the actuator, a proper control action is obtained and applied to the plant according to the real-time number of consecutive packet dropouts at each sampling instant. Then the stability analysis is performed for the networked closedloop system. Finally, the effectiveness of the proposed method is illustrated by a numerical example.     

基于观测器的CAN网络在线时延补偿策略

网络时延问题是网络控制系统中的主要问题。为了解决网络时延给控制系统带来影响的问题,首先分析网络时延的产生及其可能的取值特性,在网络时延统计特性信息的基础上,从通信技术和控制技术相结合的角度出发,提出了一种基于观测器的在线时延补偿方法。通过CAN bus网络控制实验平台,分析了该补偿方法的有效性。实验结果表明,在网络延迟大的控制系统中该策略仍具有良好的控制效果。