涡扇发动机变参数鲁棒H∞滤波器设计

针对存在建模误差及测量噪声干扰条件下的涡扇发动机性能参数估计问题,标准卡尔曼滤波及其改进算法滤波估计误差收敛速度慢,滤波估计精度低,对不确定测量噪声及建模误差较为敏感,为此本文提出了一种变参数鲁棒H∞滤波器设计方法。该方法采用仿射参数依赖Lyapunov函数设计满足H∞性能指标要求的鲁棒滤波器,通过引入凸多胞技术,将参数依赖线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)中变参数Lyapunov矩阵与系统系数矩阵之间耦合乘积导致的非凸优化问题,转化为常规LMI约束下的凸优化问题进行求解,降低了线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)鲁棒滤波器设计的保守性,得到了全局解。针对涡扇发动机的仿真结果表明:与扩展卡尔曼滤波器对比,采用该方法设计的滤波器具有较快的动态跟踪速度和较高的滤波精度,ΔFn的稳态估计误差不大于0.1%,ΔFn的相对估计误差不大于2.5%,同时对建模误差和测量噪声干扰具有较强的抑制能力。

具有稳定度约束的随机系统H∞滤波器设计

系统的暂态速率与系统的极点位置有关,怎样在保证系统快速收敛的前提下进行滤波器的设计是一个值得研究的问题。将H∞滤波器的设计问题与系统的收敛速度相结合,讨论一类具有稳定度约束条件的连续时间随机线性系统的鲁棒H∞滤波器设计,并利用线性矩阵不等式组(LMIs)给出该类滤波器存在的充分必要条件,最后,通过一个仿真实例来验证我们所得结果的正确性。

动基座初始对准中H∞滤波器因子分析研究

惯性导航系统初始对准技术长期以来被作为研究的重点,特别是动基座对准研究。在这种情况下,方位误差角为大失准角,传统的Kalman滤波方法不能得到良好的对准效果;此时,采用鲁棒扩展H∞滤波器来解决这个问题。鲁棒扩展H∞滤波器是建立在鲁棒控制理论基础的次优估计算法,降低了模型的准确性,提高了模型的鲁棒性。同时,只要适当选取滤波器性能因子γ和δ就可以得到很好的对准效果。本文就γ和δ的选取做了理论上的分析和仿真试验,给出了相应的取值范围及准则,为工程中选取γ和δ提供了一定的依据。

基于LMI的最优无偏H∞滤波器设计

给出了一个系统降价H∞最优的设计方法，在系统干扰噪声能量有界情况下，将有约束的滤波问题转换为无约束的最优状态估计问题，利用线性矩阵不等式方法给出了H∞最优无偏滤波器存在的充分必要条件，所得滤波器的阶数小于系统状态个数，对高阶系统的降阶控制或者降价估计问题都有一定的意义，给出了鱼雷仿真实例说明所给方法的有效性。

代数Riccati不等式与H∞滤波器

利用代数Ｒｉｃｃａｔｉ不等式技术，给出Ｈ∞滤波器设计方案；还给出卡尔曼滤波器及ＬＱ控制满足Ｈ∞性能指标的充分条件．代数Ｒｉｃｃａｔｉ不等式技术的优点就在于可以兼顾Ｈ∞性能指标与其他性能指标．

用H∞滤波器识别结构系统

用Ｈ∞滤波器识别结构系统Ｔ．Ｓａｔｏ；Ｋ．Ｑｉ１前言基于是小二乘方误差原理的卡尔曼滤波器，已广泛用作结构系统识别的时间过程算法。为了要使利用卡尔曼滤波器能获得最优的估算结果，事前必须知道干扰的确切随机性能。但是，要预先知道干扰的确切随机性能是十分困难...

不确定多时滞奇异系统鲁棒H_∞降维滤波器的设计

讨论了一类同时具有不确定性和多时滞的奇异系统鲁棒H∞降维滤波器的设计问题.目的是对于所容许的不确定性和多时滞,设计一个比原系统维数低的确定维数的稳定线性滤波器,使得滤波误差动态系统是渐进稳定并满足给定的H∞性能要求.该问题有解的充分条件是0≤ETY,rankX≤^n,Π1<0,Π2<0;并且当这些条件满足时,以参数显式化的形式给出了所求的鲁棒H∞降维滤波器.所有这些结果都只利用了原始系统的矩阵而没有分解,这就使得设计过程简便、直接.最后用数值算例验证了结论的可行性和有效性.

带有无穷分布时滞的不确定系统的鲁棒H_∞滤波器设计

针对一类在系统的状态方程与可测输出中都包含有非线性无穷分布时滞的参数不确定系统,提出一种新颖的鲁棒H∞滤波器的设计方法.设计的鲁棒H∞滤波器可以保证对于带有时变且范数有界的参数不确定性的滤波误差系统是渐近稳定的,并且满足所给定的H∞性能指标.鲁棒H∞滤波器可以通过线性矩阵不等式方法获得.通过一个数值的例子验证了该方法的有效性.

基于特征结构配置和H_∞滤波器的H_∞鲁棒控制器设计

提出一种基于特征结构配置和 H∞ 滤波器的 H∞ 鲁棒控制器设计方法。首先根据系统时域动态性能要求 ,采用特征结构配置方法设计出合适的状态反馈增益 ;然后设计 H∞ 滤波器并进行状态估计 ;最后加入适当的权函数构成广义对象 ,并将其构造成反馈形式联接的标准的 H∞ 鲁棒控制器设计问题。该方法不仅可实现系统时域动态响应特性 ,而且能保证系统的频域性能指标及鲁棒稳定性。通过对悬臂梁振动控制的数值仿真 。

杆臂效应补偿中H_∞滤波器的应用与设计

针对大杆臂或高挠曲条件下杆臂长度不确定性引起的速度匹配误差问题,引入了H∞滤波技术.首先,在力学补偿法的基础上,利用标称杆臂构建杆臂效应量并进行补偿.然后,将不确定性杆臂引起的杆臂效应误差量纳入量测噪声,利用H∞滤波的鲁棒性对能量有限的不确定性量测噪声进行抑制,并给出了滤波器的递推算法.最后,以大型舰船主/子惯导传递对准为例,仿真比较了传递对准中使用真实杆臂与标准Kalman滤波、标称杆臂与标准Kalman滤波、标称杆臂与H∞滤波3种方案的处理效果.仿真结果表明,在杆臂长度存在挠曲变形时,采用H∞滤波可以有效提高传递对准的精度.

时滞依赖H_∞滤波器的有限频故障检测方法

本文研究了线性离散时滞系统的有限频鲁棒故障检测问题.利用故障估计技术,将故障检测滤波器设计问题转化为时滞依赖的H∞滤波器设计问题.本文直接给出刻画有限频故障检测性能的线性矩阵不等式条件,避免因引入加权函数而产生的不准确性.最后,仿真算例表明时滞依赖的有限频故障检测滤波器可以取得比已有结果更好的故障检测性能.

惯导系统初始对准的H_∞滤波器设计

在对系统的噪声统计特性的了解并不确切的情况下,将H滤波技术应用于惯导系统初始对准,对失准角和仪表误差进行估计,克服了传统Kalman滤波器的性能恶化问题。通过对系统频域特性进行整形,有效地抑制了低频干扰对系统误差传播特性的影响,效果优于Kalman滤波。

不确定线性描述系统的鲁棒H_∞滤波器

研究了一类含有参数不确定性和未知扰动的线性描述系统的鲁棒H∞滤波器设计问题。在容许、可观测的假设下,基于描述系统的有界实引理给出了鲁棒H∞滤波器存在的充分条件。将滤波器存在条件转化为线性矩阵不等式的形式,可以利用线性矩阵不等式方法求解。推导了滤波器参数的等效形式,简化了滤波器系数矩阵的计算过程。最后,通过数值算例说明了所提出的方法的性能。

一类非线性时滞离散系统模糊H_∞滤波器的设计

本文针对一类非线性、多时滞、干扰有界未知的离散系统进行H∞ 模糊滤波器的设计 .首先 ,利用T S模糊模型来表达这个非线性、多时滞系统 ,并将建模误差 ,通过S procedure ,考虑到滤波器的设计中 ,建立基于T S模糊模型的滤波器的存在条件 ,降低了滤波器设计的保守性 .然后根据线性矩阵不等式 (LMI)的性质将该模糊滤波器的设计转化为LMI的可行性问题 ,并采用凸优化技术的内点法求得LMI的可行解 ,设计出模糊滤波器 .仿真结果表明 ,该方法是有效的 .

一类变时滞饱和不确定系统鲁棒H_∞滤波器设计

研究一类不确定时变时滞饱和系统的H∞滤波器设计问题.该类系统状态方程中含有时变时滞和有界不确定项,输出方程中含有饱和项,系统的噪声信号功率有界但统计特性未知.本文给出一种线性滤波器结构,提出一种新的设计方法.该方法主要应用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论和线性矩阵不等式,来分析和设计滤波器;它能使得时变时滞项,饱和项以及不确定项在设计中得到有效处理,且所设计的滤波器能满足H∞性能指标,滤波器参数通过求解一种线性矩阵不等式来确定.例子的分析与仿真验证了本文方法的有效性.

基于鲁棒H_∞滤波器的雷达测速方法

针对多普勒雷达测速模型具有不确定性和未知外部干扰的情况,建立了机载多普勒雷达测量飞机相对地球速度的状态方程,采用鲁棒H∞滤波器的线性矩阵不等式(LMI)综合方法,设计了鲁棒H∞滤波器。此滤波器不需要知道外部干扰和噪声的统计特性,并且使多普勒雷达速度测量的稳定性和适用性得到改善。计算机仿真表明了此方法的有效性。

基于LMI方法的鲁棒H_∞滤波器设计

针对含有范数有界的不确定参数和能量有限但统计特性未知噪声的线性系统,提出了一种新的基于线性矩阵不等式(LMI)的滤波器设计方法,该滤波器对所有可容许参数都存在一个估计方差的上界,同时满足从系统噪声到估计误差的系统函数的无穷范数有上界。数值例子计算表明,该滤波器具有良好性能。

一类非线性时滞系统的鲁棒H_∞滤波器设计

研究了满足下列条件的时滞系统的鲁棒H∞滤波问题:假设系统的参数矩阵带有不确定性,且不确定参数是时变且范数有界的.在系统的状态与输出中同时都含有非线性无穷分布时滞与离散时滞.在设计滤波器的过程中,引入了一个新的Lyapunov-Krasovskii泛函.通过线性矩阵不等式技术,提出了参数不确定时滞系统的鲁棒H∞滤波器存在的时滞依赖条件.鲁棒H∞滤波器可以保证带有参数不确定性的滤波误差系统是渐近稳定的,并且满足给定的H∞性能指标.通过仿真的研究证明了该方法的有效性.

基于H_∞滤波器和迭代算法的HVDC系统故障诊断

介绍了一种可有效检测而且能估计出高压直流输电(HVDC)系统中故障的方法。首先根据HVDC系统模型,构建故障观测器,形成广义残差模型。然后通过线性矩阵不等式(LMI)的方法,将HVDC故障检测问题转化为鲁棒稳定性分析问题,并给出了解存在的LMI条件和求法。为有效地对检测出的故障进行分类,建立了一种基于迭代学习算法的新型故障诊断滤波器,可估计出HVDC系统中发生的故障,从而达到对其进行分类的目的。仿真结果验证了文中所提出的算法能有效检测出发生的故障,且对不同的故障能正确地分类。

不确定时滞中立系统的鲁棒H_∞滤波器设计

对带有状态时滞的不确定中立系统的满阶鲁棒H∞滤波器设计问题进行了研究,目的是对于所容许的不确定性和时滞,设计一个满阶鲁棒H∞滤波器,使得滤波误差动态系统是渐近稳定的并且满足给定的H∞性能要求.在Liapunov稳定性理论的基础上,通过使用线性矩阵不等式方法,证明了在一定条件下,存在一个鲁棒H∞滤波器使得相当的滤波误差动态系统是渐近稳定的,当这些条件满足时,给出了所求的鲁棒H∞滤波器.最后用数值算例验证了结论的可行性和有效性.