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.     

一类不确定离散切换模糊时滞系统的鲁棒输出反馈控制

针对状态不可观测的情况,重构系统状态,提出了一类不确定离散切换模糊时滞系统的鲁棒镇定问题.考虑每个切换子系统都是模糊系统的切换系统模型,利用切换技术,对于系统状态采用多Lyapunov函数方法,对于观测器误差采用共同Lyapunov函数方法,给出了切换律设计.利用平行分布补偿算法(PDC),给出了基于观测器的切换模糊反馈控制器设计,使得闭环系统对所有允许的不确定性,在所设计的反馈控制器和切换律下具有鲁棒性.最后通过数值仿真例子验证了该设计方法的有效性和可行性.     

一类级联切换系统的输入对状态稳定

利用平均驻留时间方法研究了一类带有不稳定子系统的级联非线性离散切换系统的输入对状态稳定问题,并给出了使得系统输入对状态稳定的充分条件.     

基于模型依赖平均驻留时间的含不稳定子系统的离散切换系统的稳定性分析

考虑含有不稳定子系统的离散切换系统的稳定性,通过设计模型依赖平均驻留时间(mode-dependent average dwell time,MDADT)切换信号,针对稳定子系统和不稳定子系统分别设计了慢切换信号和快切换信号,降低驻留时间方法的保守性。采用MDADT方法建立了非线性离散切换系统全局一致指数稳定的充分条件,进一步研究了含有不稳定模态的线性离散切换系统的稳定性,最后数值仿真验证了方法的有效性。     

基于观测器的一类不确定切换模糊系统的鲁棒控制

针对状态不可测的系统,提出了一类基于观测器的不确定切换模糊系统的鲁棒控制问题.使用切换技术及多Lyapunov函数方法构造出模糊观测器,使得对于所有允许的外部干扰,相应的闭环系统渐近稳定,同时设计了可以实现系统全局渐近稳定的切换律.计算机仿真结果表明设计方法的可行性与有效性.     

一类区间切换系统的鲁棒稳定性

讨论了一类区间切换系统的鲁棒稳定性.区间切换系统是一类含有不确定参数的切换系统.作为一个切换系统,标称系统的稳定性决定了这类区间切换系统的鲁棒稳定性.充分利用结构特点,通过标称系统各部分的稳定性获得这类系统的鲁棒稳定性.当标称系统的各子系统均渐近稳定时,给出区间切换系统在任意切换下渐近稳定的条件.进一步,在标称系统的各子系统都不渐近稳定的情形下,利用凸组合技术,讨论了实现区间切换系统在某一切换律下的渐近稳定性.     

离散线性周期切换系统的渐近稳定性

基于驻留时间的方法,分两种情况讨论了一类离散周期切换系统切换周期的设计问题,当切换系统中每个子系统都是Schur稳定时,给出了切换周期的最小下界求法;当切换系统中含有不稳定的子系统时,得出保证切换系统渐近稳定的一个充分条件.     

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。     

基于混杂切换方法的离散切换系统状态反馈H∞控制

利用时变Lyapunov函数考虑离散切换系统的H∞控制问题.针对每个子系统都不稳定的问题,设计了一个同时依赖状态和时间的切换律.在该切换律下,得到了系统稳定性、l2增益性能及控制器设计的条件.当没有驻留时间约束时,该方法就退化为最小切换,故所提方法为离散切换系统的分析提供了更一般的框架.此外,去掉了对每个子系统的H∞控制问题可解性的要求.     

具有测量数据丢失的大系统状态观测器设计

文中研究一类具有测量数据部分丢失的大系统状态观测器设计问题.针对一类由N个子系统构成的线性离散关联大系统,假设测量数据丢失满足已知概率的Bernoulli分布,给出了一种状态观测器设计新方法,使原系统和观测器之间的状态误差满足均方指数稳定.采用线性矩阵不等式方法,给出了状态观测器存在的充分条件,通过求解线性矩阵不等式得...     

基于观测器的时滞T-S模糊广义切换系统的异步无源控制

引入了一种新的无源不等式到T-S模糊广义切换系统中,进而研究了一类子系统切换与基于观测器的控制器切换存在不同步情况的系统无源性问题.首先,运用分段李雅普诺夫函数和模型依赖平均驻留时间的方法,通过无源性过剩的子系统来弥补无源性不足的子系统,从而确保切换系统的整体无源性;然后,利用线性矩阵不等式的方法得到时滞T-S模糊广义切换系统的全局一致指数稳定和严格指数无源的充分条件,并据此设计出相应的观测器和控制器,最后给出数值算例证明该方法的有效性.     

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.     

切换线性广义系统的观测器设计

在各个子系统均能检测且脉冲能观的条件下研究了切换线性广义系统的状态观测器设计问题．基于共同Lyapunov函数方法,给出了切换线性广义系统存在广义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．     

一类线性切换系统基于观测器的输出反馈镇定

对一类线性切换系统 ,首先设计了其状态观测器的形式 ,给出线性切换系统渐近镇定的一组LMI形式的充分条件 .基于所设计的观测器 ,用各子观测器的值构造各子控制器和切换策略 ,达到使整个闭环系统渐近稳定的目的 .对切换时间周期受限制情况 ,给出其相应的指数镇定控制策略 .最后给出一个仿真实例以说明本文设计方法的正确性 .     

一类非线性切换系统的非脆弱鲁棒H_∞控制

针对一类不确定非线性切换系统,在控制器存在摄动的情况下,给出了非脆弱状态反馈控制器和切换律的设计方案.利用多Lyapunov函数方法,通过子系统之间的切换,使系统对所有允许的不确定性渐近稳定且具有H∞性能界.该问题可解的充分条件不依赖于Hamilton-Jacobi不等式,所提出的方法不要求任何一个子系统渐近稳定.作为应用,当单一的连续控制器难以实现时,借助混杂状态反馈策略,讨论了非切换不确定非线性的非脆弱鲁棒H∞控制问题.最后用一个例子验证了结论的有效性.     

一类线性切换系统的非脆弱鲁棒H∞控制器设计

研究控制器增益存在加性摄动时的一类线切换系统的非脆弱鲁棒H∞控制问题.首先,利用多Lyapunov函数方法,把状态空间划分为N(子系统个数)个子区域,并以最小Lyapunov函数作为切换规则,研究标称系统的稳定性,而给出的稳定性条件不要求每一个子系统都是渐近稳定的.然后,考虑系统的不确定性,给出了非脆弱状态反馈控制器和切换律设计方案.通过子系统之间的切换,保证系统对所有允许的不确定性是渐近稳定的且具有H∞性能界,并以线性矩阵不等式组的形式给出控制器增益矩阵存在的充分条件.最后,以数值仿真验证了该方法的有效性.     

线性周期切换系统的渐近稳定性

为了研究一类线性周期切换系统的全局渐近稳定性问题,基于驻留时间的方法,当切换系统的各子系统均为稳定的情况下,给出了切换周期的最小下界;当切换系统中含有不稳定的子系统,建立了稳定子系统的驻留时间总和与不稳定子系统的驻留时间总和之间的关系：同时当各子系统的驻留时间均等时,得到了切换周期的设计条件。这些充分条件对于判断一类线性周期切换系统的渐近稳定性具有实用性。仿真结果表明所提出的切换方法是有效的。     

一类不确定切换模糊系统的鲁棒控制

针对不确定的模糊系统,提出一类不确定切换模糊系统的鲁棒控制问题.使用切换技术及Lyapunov函数方法构造出连续状态反馈控制器,使得对于所有允许的不确定性,相应的闭环系统渐近稳定,同时设计可以实现系统全局渐近稳定的切换律.模型中的每个切换系统的子系统是不确定模糊系统,取常用的平行分布补偿PDC控制器,主要条件以凸组合的形式给出,具有较强的可解性.这类混杂控制系统对参数变化具有很强的鲁棒性.计算机仿真结果表明设计方法的可行性与有效性.     

不确定离散线性切换系统的鲁棒控制

利用共同李亚普诺夫函数方法和线性矩阵不等式处理方法,研究了一类含有结构参数不确定性的离散时间切换系统的鲁棒渐近稳定问题。基于凸组合条件,通过各个子系统的状态反馈控制器和相应切换规律的设计．在有限控制器之间进行切换使得该系统是全局渐近稳定的。文中用数学方法证明了该设计方法的有效性,所得结果为线性切换系统的分析提供了更深的视角,有助于控制系统其它性能实现。     

基于观测器的广义系统有限时间控制器设计

基于广义观测器,探讨了线性广义系统的有限时间控制问题.利用广义系统状态观测器理论,给出了系统无脉冲模和有限时间状态稳定的充分条件及基于广义观测器的状态反馈控制器的设计方法,所设计的控制器使闭环系统无脉冲模且保持有限时间状态稳定.通过解一组广义Riccati不等式得到观测器增益矩阵和状态反馈矩阵.