使用降维观测器的H_∞控制器设计

本文提出使用降维观测器来设计低阶H_∞控制器的方法。对于具有输出反馈的H_∞控制问题,可以转换成使用降维观测器的H_∞控制问题。通过直接求解状态空间方程,能够获得使用降维观测器的H_∞控制器,其存在的充分与必要条件是两个Riccati方程分别存在唯一的稳定化半正定解。降维观测器的输出是控制对象在最坏扰动作用下的状态估计值。另外,使用降维观测器的H_∞控制问题可以转换成模型匹配问题,并利用相应的结果获得低阶H_∞控制器。     

含未知输入的线性离散系统的状态观测器

研究了含未知输入的线性离散系统的全阶状态观测器,给出了观测器存在的充要条件和设计方法设计一个干扰解耦观测器,用观测器的状态与系统输出估计线性离散系统的状态.     

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.
     

基于状态观测器的线性离散时间系统的最优预见控制

研究了带有预见信息的线性离散时间系统的状态观测器,并将其应用到预见控制系统.为了满足设计观测器的需要,首先导出了包含可预见的目标值信号和干扰信号的扩大误差系统,并由此得到最优预见控制器.在设计状态观测器时,通过改写输出方程充分利用了可预见的目标值信号和干扰信号.设计的状态观测器针对原系统是全维观测器,而针对扩大误差系统则是降维观测器.最后通过数值仿真证明了所设计的状态观测器的有效性.     

基于H∞滤波器和负荷观测器复合补偿的轧机主传动振荡抑制方法

对双环传动的轧机两质量模型进行理论分析并结合工程实际,提出了一种基于H∞滤波器和负荷观测器复合补偿的轧机主传动振动抑制新方法.在负荷观测器系统基础上,通过求解LMI的EVP问题来构造H∞滤波器得到轧辊速度观测值,并据此构造轧辊速度反馈环.较之传统状态观测器和负荷观测器法,该方法放宽了使用观测器的假设条件,将基于负荷观测器和状态观测器的补偿有机结合,实现了电机和轧辊速度的综合振荡抑制.仿真结果表明,与传统负荷观测器方法相比,该方法对电机和轧辊速度同时具有较好的振荡抑制效果.     

异步电机转子磁链观测器的准确度分析与设计

提出一种基于频率响应函数的转子磁链观测器准确度分析方法 ,推导出两种基本开环转子磁链观测器观测值相对实际值的频率响应函数 ,分析了电机参数的估计值偏离实际值对观测值准确度的影响 .应用Gopinath最小阶观测器理论设计了一种新型闭环转子磁链观测器 .实例分析表明 ,此方法能对转子磁链观测器准确度进行透彻分析 ,设计的闭环转子磁链观测器结构简单 ,综合了电流模型和电压模型开环转子磁链观测器最好的特性     

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。     

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。     

动力定位辅助锚泊定位船有限时间观测器设计

针对船舶动力定位辅助锚泊定位(DPM)系统中速度不可测和外部扰动不确定的问题,基于传统的状态观测器的设计了一种有限时间状态观测器(FTSO),所提观测器可以同时对船舶速度和外部扰动进行估计.在船舶的建模过程中考虑了系统中的未建模动态项,并根据建立的数学模型给出了所提观测器的数学表达式.利用矩阵不等式、齐次理论和Lyapunov稳定性理论等证明了该有限时间观测器是半全局有限时间稳定的.对所提观测器进行了仿真验证,并与传统的状态观测器进行了对比实验,仿真结果表明所提观测器具有更快的收敛速度和更好的抗干扰性.     

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。     

扰动观测器稳定平台视轴稳定的控制方法

为提高运动载体上稳定平台的抑制扰动能力,考虑稳定平台伺服系统的机械谐振因素的影响,提出了带输出观测器的扰动观测器稳定控制方法,研究该扰动观测器的回路结构、输入输出关系、带宽和鲁棒稳定性问题。仿真结果表明:在振幅4(°)/s、频率5 Hz的正弦信号下运动载体视轴稳定精度小于0.04°。在参数摄动情况下带输出观测器的扰动观测器比反馈型扰动观测器具有更好的鲁棒稳定性。     

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。     

基于未知参数观测器的Liu混沌系统参数辨识

研究了Liu混沌系统的参数辨识问题. 将混沌系统的未知参数看成系统的状态变量,根据状态观测器思想和微分方程的稳定性理论,提出了选择增益函数和构造相应的辅助函数的一般方法,解决了混沌系统的非线性部分未知参数观测器的设计问题.分别对Liu混沌系统第2个和第3个微分方程中的非线性部分的未知参数设计了观测器,对未知参数进行了辨识.用Matlab软件进行了数值仿真,结果表明该未知参数观测器的设计方法是有效的可行的.该方法可推广到任何混沌系统的参数辨识.     

复杂网络混沌系统的非线性观测器同步

针对一类复杂网络混沌系统,基于观测器方法设计了一个非线性观测器。当系统状态的非线性项满足一定条件时,可以使观测器的状态按照目标系统轨道演化,所设计的控制器简单且易于实现。结果表明一定条件下复杂网络混沌系统是非线性观测器混沌同步的。     

一类Lipschitz非线性时滞离散广义系统降维观测器的设计

针对时滞离散广义系统降维观测器的设计问题,提出一类Lipschitz非线性时滞离散广义系统降维观测器的设计方法。首先,基于时滞离散广义系统的可观性对系统进行变换,将系统变换为易于求取降维观测器的形式;其次,基于非线性系统观测器设计的Lyapunov稳定性理论,通过讨论时滞系统中的Lipschitz非线性项,分两种情况设计出了时滞系统的两个降维观测器;最后,为使得时滞系统与降维观测器的误差系统渐近稳定,利用线性矩阵不等式(LMI)的方法分别给出了两个降维观测器存在的充分条件,并通过数值算例验证了该类降维观测器设计方法的有效性。     

线性不确定系统的鲁棒滑模观测器设计与仿真

在研究线性不确定系统一类滑模观测器的基础上,应用奇异值分解技术对系统进行降阶处理,设计了一种新颖的鲁棒滑模观测器;并提出优化滑模策略,给出严格论证,保证对系统不确定性以及外界干扰具有鲁棒性;采用Lyapunov函数作为稳定观测器的判别条件,使设计的观测器一致收敛,状态估计达到预期的指标;同时给出鲁棒滑模观测器的线性反馈矩阵和非线性反馈矩阵计算算法;通过仿真实例验证所设计的鲁棒滑模观测器的有效性。     

异步电机转子磁链观测器的准确度分析与设计

提出一种基于频率响应函数的转子磁链观测器准确度分析方法,推导出两种基于开环转子磁链观测器观测值相对实际值的频率响应函数,分析了电机参数的估计值偏离实际值对观测值准确度的影响,应用Gopinath最小阶观测器理论设计了了一种新型闭环转子磁链观测器,实例分析表明,此方法能对转子磁链观测器准确度进行透彻分析,设计的闭环转子磁链观测器结构简单,综合了电流模型和电压模型开环转子磁链观测器最好的特性。     

电动汽车动力电池荷电状态的滑模估计方法

应用滑模观测器方法进行了荷电状态估计的研究.基于改进的Thevenin等效电路模型建立了电池的状态空间模型,设计了一种能改善抖动问题的滑模状态观测器.为分析观测器的稳定性,对模型中的非线性项进行了分析,根据其导数有界的特性,利用拉格朗日中值定理给出了保证观测器收敛的条件,并由此确定观测器的设计参数.并且在Matlab环...     

一类基于观测器切换的输出反馈镇定

考虑一类线性时不变系统,假设系统存在有限个备选的观测器,每个观测器的增益是已知的.在任一观测器均不能保证误差系统渐近稳定的情况下,通过这有限个观测器间按照一定的切换策略进行切换,使误差系统达到渐近稳定.基于所设计的观测器可以设计控制器,使整个闭环系统渐近稳定.最后的仿真实例说明了设计方法的正确性.     

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．