一种含扰动非线性离散系统的故障观测器设计方法

针对一类含扰动、传感器故障和执行器故障的非线性离散系统,提出了一种新型的故障观测器设计方法,该方法既考虑到了故障的类型,又考虑到了故障估计误差的收敛速度,故障估计方法适用性更强。首先,构造出含系统状态和传感器故障的增广向量,得到一个等价的广义系统;其次,考虑到系统中的执行器故障及故障估计的速度,构建同时含系统状态、执行器故障和传感器故障的故障观测器,并给出故障观测器存在的充分条件;最后,通过某飞机的纵向运动系统等非线性离散系统模型,对增广状态向量进行鲁棒估计,故障估计结果验证了该方法的优越性。

一种控制输入约束下的不确定离散系统非脆弱保性能控制器设计

【目的】针对考虑扰动及摄动情况下的控制输入约束的不确定离散系统,提出了非脆弱保性能的控制方法。【方法】首先,以最小化目标函数为性能指标、控制输入饱和范围为约束条件,从而推导出约束状态下的非脆弱保性能控制律。其次,使用李雅普诺夫方程来构造非线性矩阵不等式。再次,结合Schur补定理和布谷鸟群智能优化算法对不等式进行求解,得到控制输入约束下的非脆弱保性能控制律的参数。最后,通过Quanser三自由度陀螺仪平台进行试验验证。【结果】试验结果表明,本研究所提出方法的稳态误差浮动不超过0.07、跟踪误差不超过0.15。【结论】该方法在面对扰动及摄动情况时具有更高的鲁棒性,对提升三自由度陀螺仪的稳定性及控制精度具有重要意义。

含时滞的参数不确定主动悬架离散系统鲁棒控制

针对主动悬架存在传输时滞和参数不确定性的控制问题,设计了含时滞的参数不确定鲁棒控制器。首先,运用线性分式变换方法推导出含时滞的参数不确定主动悬架状态空间方程,采用零阶保持器取值处理和双线性变换,建立主动悬架离散控制系统模型。其次,以车身垂向加速度为车辆悬架系统的最优化输出目标,采用Lyapunov泛函方法,推导出系统渐进稳定的鲁棒控制器充分条件,得到满足最优H∞性能指标约束的反馈控制律,再通过求解线性矩阵不等式获得控制器参数。最后,进行数值算例仿真,结果表明,相较于只考虑时滞的控制器,含时滞的参数不确定鲁棒控制器具有更好的控制效果和鲁棒性,且受采样周期与不确定参数的耦合影响较小。

线性离散系统最小信息损失动态状态估计原理及其在热网中的应用

综合能源系统作为未来能源系统的发展趋势,可以有效地助力我国“双碳”目标的实现。状态估计作为能量管理系统的基础核心,在综合能源系统领域变得日益重要。无论是热网还是气网,其动态过程的建模最后都可以转化为线性离散系统的形式。因此,该文从信息科学的视角对线性离散系统动态状态估计的理论基础进行研究。根据最小信息损失(minimuminformationloss,MIL)决策原理,提出通用的线性离散系统MIL动态状态估计新原理,建立MIL动态状态估计模型,分析不同时刻噪声相关性、不同噪声概率分布类型对该模型的影响,在理论上证明全信息滚动时域估计、多断面加权最小二乘、多断面加权最小绝对值等常用估计方法均为MIL动态状态估计在一定假设下的特例。进一步以热网为例对该原理进行验证,建立热网状态空间模型和热网MIL动态状态估计模型,对该模型在考虑不同噪声概率分布类型、不同时刻噪声相关性、预测信息等方面的普适性进行验证。

不确定离散系统的最优鲁棒滤波

本文对一类含有范数有界参数不确定的离散线性系统的滤波问题进行了研究 .考虑了有限时域时变以及无限时域时不变两种情形 .给出了一个对所有可容许参数不确定都能满足的估计误差方差上界 ,得到了使得该上界达到最小的最优鲁棒滤波器形式及其存在的充要条件 .数值结果表明 :当系统存在参数不确定时 ,本文所得到的滤波器优于标准的Kalman滤波器以及文 [4 ]中的鲁棒滤波器 .

非线性离散系统的学习控制方法

对非线性离散系统的学习控制方法进行了研究，引进了离散的λ（ξ）－范数，给出了新的学习控制算法，实现了不依赖于学习控制初始数据的目标跟踪问题．为离散系统的学习控制方法的顺利发展和相应基本理论的建立进行了尝试性的探索工作．

不确定离散系统的输出反馈鲁棒镇定

研究了一类具有范数有界时变不确定性的不确定离散系统的输出反馈鲁棒镇定问题．系统不仅存在状态矩阵不确定性，而且存在控制矩阵和输出矩阵不确定性．得到的动态输出反馈补偿器确保对于所有容许不确定性可以镇定被控对象．给出动态输出反馈补偿器存在的充分条件．最后通过求解一个等价的线性时不变离散系统的标准Ｈ∞输出反馈控制问题。

大规模非自治离散系统的部分指数稳定性

本文研究了大规模离散系统的部分指数稳定性问题。通过描述高维系统作为低维子系统的复合，获得了高维系统关于部分变元指数稳定的定理；

三阶时变离散系统的一致渐近稳定性

首先分析了研究三阶时变离散系统稳定性的必要性,然后定量地给出了三阶线性时变离散系统和一类非线性三阶时变离散系统一致渐近稳定的判据,从而为基于特征建模设计适当的控制律以满足稳定性的要求提供了理论依据。

一般广义离散系统动态输出反馈H∞控制器设计

提出一种用于一般广义离散系统的严格真动态输出反馈H∞控制器设计方法。首先,构造辅助广义离散系统,给出该系统的状态反馈H∞控制器设计方法,在此基础上,用两组矩阵不等式给出使一般广义离散系统是允许的且满足H∞范数限制的控制器存在的充分条件,并给出了控制器的解析表达式。通过解这两组矩阵不等式,即可获得所需的控制器。控制器的可解性条件由系统的系数矩阵表达,因此不需要矩阵分解,可避免由矩阵分解产生的数值问题。仿真结果证实算法的有效性。

构造具有超混沌特性的二维离散系统

用自动生成的方式构造出一类具有超混沌特性的二维离散系统 ,其非线性函数由幂次不高于 2的多项式组成 ,通过计算李氏指数来判断所选的系统是否为超混沌的 .不仅得到一般形式的超混沌系统 ,而且还在特殊限定条件下得到了一些形式简单的超混沌系统 .此外 ,对其中两个系统的分岔特点进行了理论分析 .

不确定离散系统的D稳定鲁棒容错控制

本文基于Lyapunov稳定性理论和线性变换技术，研究了离散系统的D稳定容错控制问题，给出了对传感器失效具有完整性的D稳定系统需满足的一个充分条件，进而讨论了不确定离散系统的D稳定鲁棒容错控制问题，并把结果推广到执行器失效的情况，给出了D稳定鲁棒容错控制系统的设计方法．最后用设计实例及仿真结果验证了这种方法的有效性．

不确定离散系统的输出反馈保性能控制

对一类具有范数有界时变参数不确定性的离散时间系统 ,研究设计一个输出反馈保性能控制器 ,使得闭环系统对所有允许的不确定性渐近稳定 ,且闭环性能指标值不超过某个确定的上界。基于线性矩阵不等式处理方法 ,证明了保性能控制器的存在性等价于一个线性矩阵不等式的可行性 。

具有控制时滞的离散系统的无抖振滑模控制

研究含时滞的线性离散系统的变结构控制问题.首先将之简化为不含时滞项的线性离散系统.然后对简化系统提出一种新的无抖振滑动模态控制算法.该算法使滑模控制分为两个阶段,当系统轨迹在滑模某邻域以外时,利用传统的到达控制律使系统状态轨迹单调趋近滑模面;当系统轨迹进入该邻域内,无抖振控制律使其轨迹一步到达滑模面.该控制律有效地削除了由离散系统解轨迹的不连续性产生的抖振现象.仿真结果表明了这种方法的有效性.

一类未知非线性离散系统的直接自适应模糊预测控制

将自适应模糊逻辑系统引入预测控制,对一类未知非线性离散系统提出了直接自适应模糊预测控制方法.首先对被控对象提出了线性时变子模型加非线性子模型的预测模型,然后直接利用模糊逻辑系统设计预测控制器,并基于广义误差估计值对控制器参数和广义误差估计值中的未知向量进行自适应调整.文中证明了此方法可使广义误差估计值收敛到原点的小邻域内。

离散系统鲁棒容错线性调节器设计

提出一种离散系统鲁棒容错线性调节器的设计方法，给出了鲁棒容错线性调节器的设计步骤，并用算例说明了该方法的有效性。

离散系统的鲁棒卡尔曼滤波新方法

提出了一个线性离散不确定系统的卡尔曼滤波新算法 .当系统矩阵和观测矩阵都存在不确定误差时 ,该算法能保证系统的滤波误差有界 .相对不确定系统的标称系统来说 ,该算法是无偏的 .与同类算法相比 ,该算法计算简单 ,计算量较小 .实际算例显示了算法的有效性 .

离散系统跟踪控制的学习算法及其收敛性

本文针对一类不确定性离散系统状态跟踪控制问题进行了尝试性的探讨。采用不同于已有的方法，即将学习控制问题转化为一个下三角动力系统的平凡解全局稳定性问题，对所给的学习控制算法讨论了其收敛性，并获得了对系统理想状态跟踪的结果。

一类受扰时滞离散系统的滑模跟踪控制

针对一类已知外扰结构的时滞离散系统,提出基于滑模的跟踪控制策略.将切换函数看作系统的输出,把原系统的滑模到达问题转化为对理想系统模型的跟踪问题.基于内模原理,针对误差系统与干扰模型的共同系统设计状态反馈控制律,实现了干扰抑制.从而说明原系统的状态可以跟踪理想系统的状态,使切换函数渐近稳定,避免了抖振的发生,并获得原系统状态的渐近稳定性.最后,给出的仿真算例说明了设计方法的可行性.

非线性滞后离散系统的学习控制算法

讨论了滞后非线性离散系统的学习控制问题 ,由于所给的学习算法及学习控制过程中 ,没有涉及和用到相应于理想输出 yd 的理想输入 ud 及对应于系统的理想状态 xd,故对被控对象的动力学信息要求得很少 ,只是一种定性上的 Lipschitz条件 .所给出的控制算法不仅收敛 ,而且也保证了对期望目标在通常意义下的跟踪 (而不是像目前有些结果那样 ,只是跟踪到期望目标的某一个邻域范围内 ) .而且这些算法还以目前一些通常的算法为特例 .