基于线性化技术的非线性系统故障诊断

针对非线性闭环稳定系统,提出了一种基于线性化技术的故障诊断方法.首先将原系统在其工作点进行线性化处理,在此基础上设计系统的状态观测器,从而得到故障信号的初始估计结果;然后利用状态观测误差和故障估计误差之间的关系对估计结果进行校正,得到最终的故障辨识结果.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于径向基函数神经网络的无人直升机吊装系统滑模减摆控制

针对存在非线性、强耦合、外部未知有界干扰和建模不确定性的平面运动下无人直升机吊装系统,研究了一种基于径向基函数神经网络(radial basis function neural networks,RBFNNs)和干扰观测器的无人直升机吊装系统滑模减摆控制方法。首先将系统模型转换成仿射非线性形式,利用RBFNNs逼近系统不确定性,设计干扰观测器估计神经网络逼近误差与外界未知有界干扰的复合值。然后基于RBFNNs和干扰观测器设计了滑模减摆控制器,并用Lyapunov方法证明闭环系统稳定性;最后通过仿真验证了所设计控制器的有效性。     

一类状态不可测非线性时滞系统的神经网络故障诊断

针对一类状态不可测的非线性时滞系统,提出了基于神经网络故障诊断的新方法.采用系统的状态和时滞状态的估计值作为神经网络的输入对故障进行估计.首先构造一种状态观测器结构,利用输出信息和神经网络的非线性逼近能力对系统不可测状态进行估计,然后对系统发生的故障用另一个RBF神经网络进行估计,故障估计器的输入为系统的当前估计状态以及时滞状态,所估计出的故障是随时间变化的非线性函数.基于Lyapunov理论,分析并证明了系统的稳定性和参数收敛性,同时作了仿真研究.仿真结果表明,该方法能够很好地解决一类状态不可测的非线性时滞系统的故障诊断问题.     

一种新的状态重构方法

提出了一种新的降维观测器的设计方法.首先把状态空间变换成能观测第I标准型,根据系统输出矩阵的秩决定降维观测器的维数.然后推导出降维观测器的方程并估计了降维观测器对状态重构的误差.最后给出了仿真例子.     

具有H∞性能的线性时滞系统的未知输入观测器设计

以一类线性时滞系统为研究对象,研究了当观测误差与未知输入不能完全解耦时的未知输入观测器的设计问题.基于时滞系统Lyapunov稳定性方法,给出了观测器的存在条件,提出了含有内部时滞与不含有内部时滞两种观测器的设计问题.基于时滞系统的H∞控制理论,以线性矩阵不等式的形式设计了所提观测器.给出了观测器的设计方法,数值例子说明了方法的有效性.     

基于观测器的一类非线性系统的故障检测

研究一类非线性系统中故障的检测.由于此类的故障分布函数不仅仅只依赖系统中的输入与输出向量,同时也依赖于不可测的状态,所以增加了故障估计中的复杂性.在拟单边Lipschitz的条件下建立了故障检测观测器,最后证明观测器的渐进稳定性以及故障估计误差的一致有界性.     

一类不确定非线性系统的鲁棒故障检测观测

主要研究了一类不确定非线性系统基于自适应故障检测(FD)观测器的故障估计问题.首先引入拟单边Lipschitz条件,相对于传统的Lipschitz条件在设计自适应故障检测观测器时是可以减少保守性的,并且利用Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LM I)证明了自适应观测器的渐进稳定性以及故障估计误差是一致最终有界的.还证明了由传感器故障延拓至执行器故障时结论仍然是适用的,最后给出数值算例说明了结论的有效性.     

故障系统状态观测器及其在一类非线性系统故障诊断中的应用

首次提出了故障系统状态观测器(FSSO)的概念,分析了FSSO与传统观测器的区别,指出了FSSO的两种可能的结构形式;针对一类满足Lipschitz条件的非线性、有界不确定性系统,提出了一种基于FSSO的新型鲁棒故障诊断方法,分析了诊断方法的鲁棒性和灵敏度.该方法不但能够检测、分离故障,而且能够给出故障信号随时间变化的特性估计.仿真结果验证了该方法的有效性.     

应用干扰观测器的导弹发射车起竖装置鲁棒控制

针对现有垂直导弹发射车起竖装置的起竖平稳性不足和快速性不够的问题,对起竖装置的运动学部分和液压部分进行建模,在此基础上利用backstepping方法实现起竖角的精确控制. 由于系统存在着建模不确定性误差和未知外部干扰,运用径向基神经网络干扰观测器对其进行估计,并将估计输出应用于起竖角的控制,从而提高了系统控制精度. 仿真结果表明,所设计的基于径向基神经网络干扰观测器导弹发射车起竖装置backstepping控制器具有良好的动态特性和强鲁棒性.     

一类时滞Lipschitz广义系统的全阶和降阶观测器设计(英文)

考虑一类时滞Lipschitz广义系统的指数观测器设计问题。基于Lyapunov稳定性理论,通过构造适当的Lyapunov泛函,通过统一的线性矩阵不等式给出系统全阶观测器和降阶观测器存在的充分条件,同时给出观测器增益矩阵的设计方法,能使得相应的误差系统指数收敛。数值例子表明所提出方法的有效性。     

基于观测器的广义时滞系统鲁棒H∞控制器设计

研究基于观测器的广义时滞系统鲁棒H∞控制器的设计问题.不确定性假设是时变非线性的但范数有界.首先,用带有广义约束的广义代数Riccati不等式(GARI),给出所设计的控制器使得闭环广义时滞系统容许且传递函数H∞范数有界的充分条件;其次,通过广义时滞系统的受限等价变换,去掉广义约束,转化为线性矩阵不等式的可解性问题,并通过线性矩阵不等式的解,给出了系统基于观测器的鲁棒H∞控制律的参数化表示.     

具有线性输出结构的非线性系统故障诊断和容错控制

研究了一类具有线性输出结构的非线性系统故障诊断和容错控制,利用自适应观测器来构造线性残差,同时构造李亚普诺夫函数,使其一阶导数为负来得到故障估计值,容错控制部分设计了2个自适应观测器,通过控制器重组使故障发生后的系统输出跟踪原系统输出.理论分析和仿真结果证明了该方法的有效性.     

减小初值影响的分数阶卡尔曼滤波器设计

为了实现含有关联噪声的线性连续时间分数阶系统的状态估计，设计分数阶卡尔曼滤波器（FOKF）来减小初值影响．通过模型变换方法，获得等效方程，基于等效方程的FOKF可以有效地减小初值对状态估计的影响．通过仿真算例验证了提出的FOKF的有效性．     

一类非线性系统的自适应模糊观测器设计

针对一类不确定非线性系统提出了自适应模糊观测器设计方法．该观测器采用模糊系统逼近非线性函数，它不要求被观测对象结构和参数已知的条件，并对估计误差、模糊逼近误差和外扰的存在采用了鲁棒监叔项以保证良好的观测性能，该观测器是对非线性广义Luenberger自适应观测器的一种扩展．该方法的有效性得到理论证明和仿真实验的验证．[第一段]     

十字路口信号灯的程序控制

本文对十字路口状态预设为两种，一种是正常状态，另一种是故障或紧急状态，并分别用黄、红、绿色灯的不同组合来表示．灯的状态用ＴＰ—８０１单板计算机进行自动控制．本文介绍了控制基本原理以及控制的表现．     

直流串激电机速度的滑模控制

讨论直流串激电机的速度控制问题.应用综合方法建立了电机的非线性模型,从理论上推导了滑模控制律,并用仿真和实验验证了其有效性.为实施控制设计了一个用于观测电机负载转矩的Luenberger观测器和一个角加速度估计器;为了减小由于执行中采样造成的稳态误差,提出了一种带有附加PI控制器的改进的滑模控制律.实验结果表明改进的滑模控制律的控制效果明显优于普通PID调节器和普通的滑模控制律.     

非线性不确定离散时变时滞系统的积分滑模控制

研究一类非线性不确定离散时变时滞系统的滑模控制问题,构造状态观测器估计所研究系统的状态,在估计状态基础上设计积分滑模面,使整个动态过程对于外部干扰具有完全鲁棒性.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术给出了滑模动态系统渐进稳定的充分条件.设计相应的滑模控制器,并在控制器中引入饱和函数消除系统的抖振,利用仿真实例验证所提出方法的有效性.     

基于微分Riccati方程解的非线性指数型降维观测器

在一微分Riccati方程有正定解的前提下,通过坐标变换方法对该类系统提出了一种指数型降维观测器设计方法,该观测器的增益矩阵取决于微分Riccati方程的正定解.通过对一实际模型的仿真分析,表明所提出的指数型降维观测器具有较好的状态估计性能.     

基于微分律的机车单元制动器自适应鲁棒控制

针对机车单元制动器制动时闸瓦位置控制中存在的时变扰动等非线性因素,结合Lyapunov稳定性理论,构造基于super-twisting观测器和微分控制律的自适应鲁棒控制器,并对其应用效果进行研究。设计super-twisting观测器对轮瓦间因挤压产生的时变扰动进行估计并对估计误差自适应模糊逼近以削弱时变扰动;引入微分控制律并通过求解微分方程确定控制器中的鲁棒项。理论分析及仿真结果表明,系统各状态变量闭环输出有界,跟踪误差及滑模面导数一致有界并收敛于0,滑模面常值收敛。系统输出能够快速、稳定且精确跟踪输入,并对外部时变扰动具有较强的鲁棒性。     

输入饱和CE150直升机模型的复合非线性反馈控制

针对带有输入饱和的直升机模型输出问题,提出了一种基于复合非线性反馈(composite nonlinear feedback,CNF)控制方法.为了解决输出调节问题,构建了一个观测器和一个输出反馈CNF控制器,其中CNF控制器包括线性控制律和非线性控制律两部分.该文首先提出了一个直升机模型的线性化状态方程,然后解输出方程,通过H_∞黎卡提微分方程得到反馈增益和观测器增益,构造出具有小阻尼比的线性控制部分和改善瞬态性能的非线性反馈控制部分.为了研究控制器的性能,分别在无外部干扰和有外部干扰两种情况下设计了控制器.仿真结果表明,复合非线性反馈控制器在时变信号和时不变信号下均缩小了跟踪时间和跟踪误差,提高了直升机系统的瞬态性能.