基于观测器的时滞依赖鲁棒无源控制

研究一类带有参数不确定性和时变时滞的不确定线性系统的鲁棒无源控制问题。针对标称系统,利用线性矩阵不等式给出其时滞依赖无源性条件;讨论当系统的系数矩阵出现参数不确定时,存在基于观测器的控制器使得闭环系统是强鲁棒稳定且严格无源的时滞依赖性充分条件。构造出期望的观测器和控制器。数值算例说明结论的有效性。     

区间时滞相关不确定奇异系统的鲁棒稳定性和镇定性

研究区间时滞相关的不确定时变时滞奇异系统的鲁棒稳定性和镇定性问题,不确定参数假设是范数有界的。充分利用时滞的下界信息构造Lyapunov函数,用严格的矩阵不等式给出系统对所有的容许不确定满足正则、无脉冲、稳定的新判据。基于这个判据,设计状态反馈控制器使得系统鲁棒稳定。数值例子说明所得结果具有更小的保守性。     

非线性不确定时滞系统观测器型鲁棒无源控制

将无源性概念引入到非线性不确定时滞系统中,研究了带有时滞和不确定性的非线性系统的鲁棒无源控制问题.首先,利用多层神经网络近似代替系统中的非线性部分,采用线性微分包含(LDI)技术来线性化该非线性环节.其次,基于LDI模型,构造适当的状态观测器和反馈控制器,利用Lyapunov稳定理论,通过一定的矩阵变换,将设计问题转化为线性矩阵不等式(LMI)的可行解问题.从而使控制器的设计简单易行.接着,引入无源化的损耗指标,给出具有指定损耗指标的鲁棒无源控制器设计方法.最后以Lo-gistic混沌系统为例进行仿真试验,结果表明该设计方法的有效性.     

两类不确定奇异时滞系统鲁棒稳定的相关型判据

研究了不确定奇异时滞系统的鲁棒稳定性问题。首先以线性矩阵不等式的形式给出了奇异时滞系统正则,无脉冲模且零解渐近稳定的一种新的时滞相关型判据。通过引入新的参数避免了利用不等式处理交叉项,从而使该判据具有较小的保守性。最后,利用研究结果,给出了两类不确定奇异时滞系统新的时滞相关型鲁棒稳定性判据。     

基于高阶PI观测器的不确定线性系统鲁棒故障检测设计

针对一类受干扰影响的不确定线性系统,研究了基于高阶比例积分 (proportional integral, PI)观测器的鲁棒故障检测设计问题。通过对一类Sylvester矩阵方程的参数化解,将基于高阶PI观测器的鲁棒故障检测问题转化为具有多约束的优化问题。基于该优化问题的解,给出了具有鲁棒故障检测功能的高阶PI观测器存在的充要条件,并给出受干扰影响的不确定线性系统的鲁棒故障检测设计方法。最后,数值算例及仿真分析结果验证了所提方法的有效性。     

线性时滞系统的鲁棒故障诊断

研究了一类含有未知输入干扰和模型不确定性的时滞系统故障诊断问题。通过变换,原系统被分成两个子系统,一个子系统不受故障的影响,可以设计鲁棒观测器;另一个子系统受到故障的影响,但是它的状态可以通过测量得到。设计的观测器利用解析冗余方法能够对执行器故障和传感器故障进行诊断。仿真结果表明,算法具有良好的诊断性能。     

基于奇异值分解的鲁棒滑模观测器设计与仿真

在Edwards滑模观测器设计思想的基础上,提出具有未知输入干扰的鲁棒滑模观测器设计方法,采用奇异值分解技术,设计鲁棒滑模观测器以及优化滑模策略,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:通过VTOL直升飞机的动态数学模型仿真示例验证了研究方法的有效性,并与一般的Luenberger观测器进行比较,证明设计的滑模观测器具有很好的跟踪性,以及对未知输入扰动良好的鲁棒性.     

一类奇异系统观测器的参数化表示

基于Luenberger最小阶状态观测器的设计,给出了一类奇异系统(或称广义系统、描述变量系统、代数微分系统、不明确系统等)观测器的参数化表示及其状态空间实现。引入了一个附加的真稳定的有理矩阵,以保证观测器的参数化因子都是真稳定的。最后明确揭示了观测器参数化的结构机理。所得结果可用于奇异系统鲁棒观测器的设计及故障检测。     

不确定多时滞系统的鲁棒H∞观测器设计

研究一类不确定性的多时滞系统基于观测器的鲁棒H∞控制问题.系统的不确定性参数是时变的,但其结构已知.通过构造观测器,并利用观测器状态进行反馈控制,使系统不仅鲁棒镇定,且具有一定的H∞性能.鲁棒H∞控制器的设计可通过求解两个线性矩阵不等式得到.     

不确定网络化控制系统鲁棒故障检测

针对一类具有未知输入和模型不确定性的网络化控制系统,基于H_∞滤波器研究了系统的鲁棒故障检测问题.利用输入时滞方法,将含有网络传输时滞和数据丢包的不确定网络化控制系统建模成一类具有双加性状态时滞项的连续系统.采用Lyapunov-Krasovskii泛函方法分析了新系统的H_∞性能,并将所得结果应用于原系统鲁棒故障检测滤波器的设计,得到了滤波器存在的时滞依赖条件.最后,通过仿真验证了该方法的有效性.     

Robust fault detection and diagnosis for uncertain nonlinear systems

This paper considers robust fault detection and diagnosis for input uncertain nonlinear systems. It proposes a multi-objective fault detection criterion so that the fault residual is sensitive to the fault but insensitive to the uncertainty as much as possible. Then the paper solves the proposed criterion by maximizing the smallest singular value of the transformation from faults to fault detection residuals while minimizing the largest singular value of the transformation from input uncertainty to the fault detection residuals. This method is applied to an aircraft which has a fault in the left elevator or rudder. The simulation results show the proposed method can detect the control surface failures rapidly and efficiently.     

Robust reliable guaranteed cost control for uncertain singular systems with time-delay

The robust reliable guaranteed cost control for uncertain singular delay systems with actuator failures and a given quadratic cost function is studied. The system under consideration involves constant time-delay and norm-bounded parameter uncertainties. The purpose is to design state feedback controllers which can tolerate actuator failure, such that the closed-loop system is stable, and the specified cost function has an upper bound for all admissible uncertainties. The sufficient conditions for the solvab...     

参数不确定广义时滞系统的保性能控制

针对状态时滞的参数不确定性广义系统,讨论了它的保性能控制问题。目的是对状态时滞的参数不确定广义系统,提出它的时滞无关保性能鲁棒控制器的一个设计方法。首先给出了广义时滞系统正则、脉冲自由且稳定的严格线性矩阵不等式表示的时滞无关充分条件;然后采用线性矩阵不等式方法,给出参数不确定性广义时滞系统的时滞无关保性能控制问题可解的一个严格线性矩阵不等式表示的充分条件,在此条件可解时,给出了时滞无关保性能鲁棒控制器表达式,以及相应的可保性能指标。最后给出了所提出方法的应用。     

Observer-based robust predictive control of singular systems with time-delay and parameter uncertainties

The problem of observer-based robust predictive control is studied for the singular systems with norm-bounded uncertainties and time-delay, and the design method of robust predictive observer-based controller is proposed. By constructing the Lyapunov function with the error terms, the infinite time domain "min-max"optimization problems are converted into convex optimization problems solving by the linear matrix inequality (LMI), and the sufficient conditions for the existence of this control are derived. It is proved that the robust stability of the closed-loop singular systems can be guaranteed by the initial feasible solutions of the optimization problems, and the regular and the impulse-free of the singular systems are also guaranteed. A simulation example illustrates the efficiency of this method.     

时滞离散广义大系统的稳定性分析

从时滞离散广义大系统的满足容许条件的孤立子系统出发,利用李雅普诺夫方法,通过对关联矩阵、输入矩阵和非线性项加上范数有界约束条件,分别研究了时滞离散广义大系统的线性情形和非线性情形的稳定性问题。给出了时滞离散广义大系统的线性情形和非线性情形的稳定性判据,并且得到了关联稳定参数域。最后用数值例子说明所得稳定性判据的实用性和有效性。     

时滞区间广义系统的保成本控制

针对一类具有状态时滞的时滞区间广义系统,基于状态反馈研究了保性能控制问题。利用线性矩阵不等式(LMI)处理方法,得到了闭环时滞区间广义系统广义二次稳定以及闭环性能指标值有上界的充分条件。利用LMI的可行解给出了保性能控制器的设计方法。设计的控制器使得闭环时滞区间广义二次稳定,同时保证闭环性能指标值是具有上界。最后的数值例子说明了所给方法的有效性。     

Actuator fault diagnosis of time-delay systems based on adaptive observer

1 .INTRODUCTIONOwingtotheincreasing demandfor highreliabilityinmany industrial processes , much attention has beenpaid to the problem of fault detection and diagnosis(FDD) in dynamic systems over the past twodecades. Fruitful results can be found in Refs .[1 ~3] .It is well known that faults in a dynamic systemcan take many forms . They can be actuator faults ,sensor faults ,unexpected abrupt changes of some pa-rameters or even unexpected structure changes[4 ,5].The purpose of detection…