一类非线性系统观测器设计的新方法

研究一类非线性系统的观测器设计问题。应用微分中值定理转化误差动态系统为等价系统。使用凸理论并结合构造Lyapunov函数,给出非线性误差动态渐近趋于零的三个充分条件,并提出观测器增益矩阵的构造方法。提出的方法既能用于连续非线性系统,也可用于离散非线性系统。最后,通过一个数值例子验证了所得结果的有效性。     

一类非线性切换系统基于观测器的稳定性分析

针对在实际工程系统中状态不可观测的困难,考虑了同时包含李普希兹非线性干扰项和不确定项的切换系统的稳定性问题.在一定的假设条件下,讨论了系统的滑模观测器.在不确定项满足匹配条件的情况下,基于滑模观测器的设计,利用多李亚普诺夫函数方法得到了保证误差切换系统渐近稳定的充分条件,所设计的滑模观测器成为切换系统的渐近稳定的观测器.这为非线性切换系统利用观测器进行稳定性分析提供了一个新视角.最后通过仿真算例验证了所提方案的正确有效性.     

一类非线性切换系统的稳定性分析

主要研究了一类非线性切换系统在某种切换律下的稳定性。证明了如果所有的子系统是线性时变的,并且在系统的Cauchy矩阵的范数满足某种条件的情况下,整个切换系统在任意切换律下是全局指数稳定的。研究了其带非线性扰动项的系统,在适当的假设下,建立了这种系统的全局稳定性特性。研究了某些子系统不满足上述Cauchy矩阵的范数条件的切换系统在某种切换律下的稳定性特性。     

一类非线性广义系统状态观测器的设计

考虑了非线性广义系统的状态观测器的设计问题。利用微分中值定理将动态误差非线性广义系统转化成线性变参数广义系统。如果给定的线性矩阵不等式可解,则存在一个全维状态观测器,并可保证降维状态观测器也存在。利用李亚普诺夫函数分析了误差系统的稳定性,说明误差是指数收敛的。最后以仿真实例说明了所给出的方法是有效的,且优于现有结果。     

一类非线性大系统的鲁棒变结构观测器

研究了一类具有结构和参数不确定性的非线性关联大系统状态观测器设计问题。在假定非线性系统的线性部分是可观测、不确定性和关联项满足Lipschitz条件的情况下,利用变结构控制的思想提出了一种非线性状态观测器设计方案,并证明了该观测器的指数收敛特性。所设计的观测器对结构和参数不确定性具有较强的鲁棒性。最后给出仿真研究说明了所提方法的有效性。     

一种改进的Lipschitz非线性系统观测器的设计

运用微分方程方法,讨论了一类满足Lipschitz条件的非线性系统观测器的设计。结论表明：只要系统可观,稳定观测器总是存在的,改进了以往认为稳定观测器设计不仅与系统矩阵征值有关,而且与矩阵对距离不可观测对的大小有关的结论。     

一类更普遍Lipschitz非线性系统状态观测器设计

本文采用求解状态方程的方法,结合(Gronwall-Bellman不等式讨论了一类非线性系统状态观测器的设计问题.此类系统的非线性项是全局Lipschitz的.针对于原系统、原系统的约当规范形分三种情形给出了观测器渐近收敛的充分条件.结论表明:稳定观测器的存在直接与误差系统的稳定性矩阵测度及增益矩阵的范数有关.借助于相应的优化算法给出了增益矩阵的选取.文末通过仿真验证了结论的有效性.     

最小相位不确定非线性系统的观测器设计

针对一类系统相对阶小于系统阶数的非线性系统,提出了一种基于输入输出线性化的观测器设计方法。首先考虑了模型已知时的非线性系统,通过微分同胚,将原系统变换为标准型,证明只要系统的零动态是局部指数稳定的,则基于估计误差的非线性动态方程是稳定的,即估计状态收敛到真实状态。然后分析了存在模型不确定性的系统的观测器设计问题,用RBF神经网络逼近不确定性,设计了神经网络加权系数的调整规律和Lyapunov函数,实现了含有不确定性时误差动态方程的渐近稳定性。仿真结果证明了算法的有效性。     

基于观测器的一类不确定非线性系统自适应输出反馈控制

针对一类不确定非线性系统,基于非线性状态观测器采用回馈递推(Backstepping)设计方法提出了一种鲁棒自适应L2增益控制方案。该控制方案首先对系统的不可观测状态设计非线性状态观测器,在此基础上通过多步递推得到系统的控制律并设计了未知干扰的参数自适应律,使系统具有L2增益性能。同时把采用常规设计方法需要对过多参数进行辨识问题简化为只需对与未知干扰个数相同的参数进行辨识的问题,简化了控制器结构。最后通过仿真算例验证了所设计控制方案的有效性。     

一类化工过程自适应状态观测器的设计

提出了一种非线性系统自适应状态观测器的设计方法。根据系统工作点的变化在线配置极点,选取合适的反馈增益矩阵,无论如何选取状态观测器的初值,都能保证观测器在大范围内稳定工作。理论分析了存在模型误差和噪声干扰时观测器的鲁棒性。在CSTR上的仿真结果证明,用该方法设计的观测器能够稳定收敛到状态真值,并且对模型失配和噪声干扰有一定的抑制能力     

Robust H∞ output feedback controller design for uncertain discrete-time switched systems via switched Lyapunov functions

The H∞ output feedback control problem for uncertain discrete-time switched systems is reasearched. A new characterization of stability and H∞ performance for the switched system under arbitrary switching is obtained by using switched Lyapunov function.Then,based on the characterization,a linear matrix inequality (LMI)approach is developed to design a switched output feedback controller which guarantees the stability and H∞ performance of the closed-loop system.A numerical example is presented to demonstrate the application of the proposed method.     

网络化控制系统观测器/控制器集成设计方法

针对一类网络化控制系统,提出一种输出反馈控制的新方法--观测器/控制器集成设计。该方法借助状态观测器重构系统状态,设计输出反馈控制器,将闭环系统建模为一类混杂系统。利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法,以线性矩阵不等式（linear matrix inequality, LMI）形式给出了闭环系统的稳定性判据以及观测器/控制器的集成设计方法。仿真算例说明了所提出的方法简单、有效且易于实现。     

一类切换时滞奇异系统的最优保成本控制

针对一类切换时滞奇异系统,对最优保成本控制问题进行了研究。利用Lyapunov函数方法和凸组合技术,给出了由线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI)表示的保成本控制器存在的充分条件,并设计了相应的子控制器和切换规则。进一步,建立了一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,利用Matlab软件中的线性矩阵不等式工具箱求解,给出了最优保成本控制器的设计方法及闭环最小性能指标上界。仿真示例验证了该方法的有效性。     

一类不确定非线性切换系统的鲁棒H∞控制

研究一类不确定非线性切换系统的鲁棒H∞控制问题.利用共同Lyapunov函数和凸组合技术,给出了由线性矩阵不等式表示的使闭环系统渐近稳定且满足鲁棒H∞性能的充分条件,设计了切换策略;最后给出了一个数值仿真实例表明结论的有效性.该结果对一类不确定线性切换系统的鲁棒H∞控制也成立.