Robust L_2-L_∞ filtering with pole constraint in a disk via parameter-dependent Lyapunov functions

Addresses the design problems of robust L2-L∞ filters with pole constraint in a disk for uncertain continuous-time linear systems. The uncertain parameters are assumed to belong to convex bounded domains. The aim is to determine a stable linear filter such that the filtering error system possesses a prescribed L2-L∞ noise attenuation level and expected poles location. The filtering strategies are based on parameter-dependent Lyapunov stability results to derive new robust L2-L∞ performance criteria and the regional pole placement conditions. From the proposed multi-objective performance criteria, we derive sufficient conditions for the existence of robust L2-L∞ filters with pole constraint in a disk, and cast the filter design into a convex optimization problem subject to a set of linear matrix inequality constraints. This filtering method exhibits less conservativeness than previous results in the quadratic framework. The advantages of the filter design procedures are demonstrated by means of numerical examples.

部分测量数据丢失的网络化系统的l_2-l_∞滤波

在网络系统中,滤波器得到的观测量通过有限带宽的通道进行传送可能发生丢失.本文研究一类具有测量数据部分丢失的网络化系统的l2-l∞滤波器设计问题.测量数据的丢失采用已知概率分布的二进制切换序列来描述.利用线性矩阵不等式方法,设计全阶和降阶滤波器.所设计的滤波器使得滤波误差系统均方指数稳定,而且保证相对于所有有界的外界扰动信号,滤波误差系统具有一定的l2-l∞扰动衰减水平.数字仿真表明设计方法的有效性.

带Leader的不确定高阶多智能体系统的L_2-L_∞一致

针对一类存在外部干扰,模型误差以及时滞的带Leader的高阶多智能体系统,利用L2-L∞方法研究了其一致性问题.首先给出了系统存在外部干扰和模型误差时的数学模型.然后针对有时滞和无时滞两种情况,利用Lyapunov函数的方法,分析了满足L2-L∞性能指标下的一致问题,分别得到了相应闭环系统达到一致的条件.最后,仿真结果验证了所得结果的有效性.

时滞不确定离散系统的鲁棒l_2-l_∞滤波(英文)

将l2 -l∞ 性能指标引入时滞不确定离散时间系统 ,研究基于这一指标的滤波器设计问题 .所研究的对象是同时具有状态时滞和多面体不确定性的离散时间系统 .采用线性矩阵不等式技术推导了此类不确定系统鲁棒l2 -l∞ 滤波器存在的充分条件 ,并将滤波器的设计转化为一个凸优化的求解问题 ,可以采用较为有效的内点方法进行求解 .所设计的滤波器能够保证相对于所有能量有界的外界扰动信号 ,滤波误差系统具有一定的l2 -l∞ 扰动衰减水平 .数值仿真验证了所提出算法的可行性 .

网络化控制系统鲁棒L_2-L_∞控制器设计

将L2-L∞控制性能指标引入网络化控制系统,研究基于L2-L∞性能指标的网络化控制系统控制器设计问题。采用线性矩阵不等式方法和锥补线性化算法,给出了具有凸多面体形不确定性的网络化控制系统的动态反馈控制器的存在条件。所设计的控制器能够保证在延时和能量有界的外部扰动信号下,系统具有一定的L2-L∞扰动衰减度,最后通过一个仿真示例验证了所提算法的有效性。

线性连续重复过程的能量-峰值(L_2-L_∞)滤波

连续线性重复过程是一种特殊的二维(2-D)系统,两个坐标轴上一个是连续的,另一个是离散的,且其中连续坐标轴是时间有限的.针对这类特殊二维系统的L2-L∞滤波问题.设计了适合于该类系统的一类滤波器,并给出了滤波误差系统沿通道稳定且满足L2-L∞性能的充分条件,以及滤波器的求解条件.所得到的条件均为线性矩阵不等式的形式,便于计算求解.仿真实例证实了该设计方法的有效性.

基于T-S模型的连续搅拌反应釜鲁棒L_2-L_∞控制

为实现对连续搅拌反应釜(CSTR:Continuous Stirring Tank Reactor)系统在实际反应中的精确控制,根据CSTR反应特点,采用T-S模糊模型逼近非线性对象,研究鲁棒L2-L∞状态反馈控制问题。模型中将更易测量的反应器温度作为前件变量,模糊规则少。应用平行分配补偿算法(PDC:Parallel Distributed Compensation),给出局部控制器的设计方法,并利用线性矩阵不等式(LMI:Linear Matrix Inequality)技术设计全局控制器,在此基础上把控制器的设计转化为一个凸优化的求解问题。最后仿真验证了该方法的有效性,从而可扩展到其他化学工业反应中。

不确定连续系统的鲁棒L_2-L_∞ 滤波新方法(英文)

借助投影定理提出了一个新的连续系统L2 L∞性能准则 .与已有的判据相比 ,该准则呈现出Lyapunov矩阵与系统矩阵之间分离的特性 ,使得将其应用于不确定系统时能够得到参数依赖型Lyapunov函数 .利用该判据 ,采用线性矩阵不等式技术推导了多面体不确定系统的全阶和降阶鲁棒L2 L∞ 状态估计新方法 .所提出的方法可被进一步用于研究具有极点约束的L2 L∞滤波问题 .与已有的基于二次稳定的滤波方案相比 。

不确定跳变系统鲁棒L_2-L_∞滤波

针对既有连续时间演化,又含Markov事件驱动的一类混杂动态跳变系统,研究L2-L∞性能指标下的鲁棒滤波问题,只要系统遭受的外部干扰是能量有界的,便可保证一定的预设滤波误差峰值水平.在有限时间域内定义L2-L∞增益,利用随机稳定性分析获得了若干主要结果.鲁棒滤波器的分析和设计,不仅考虑了各模态下凸多面体形式描述的动态系统参数不确定性,更考虑了各模态间跳变转移概率的不确定性,使得滤波器对模态跳变机理具备了一定的鲁棒性.鲁棒滤波器的存在条件及设计方法可直接利用耦合线性矩阵不等式.最后用数值示例对结果进行了验证.

随机时延离散系统的l_2-l_∞滤波器型迭代学习控制

对于具有随机时延的一类离散系统的滤波器型迭代学习控制,采用满足Bernoulli分布的二进制序列来描述数据传输的随机时延,利用线性矩阵不等式方法设计具有随机时延的l2-l∞滤波器.给出了滤波误差系统均方指数稳定且具有给定的l2-l∞性能的充分条件,分析了滤波器型迭代学习控制收敛的充分条件.仿真实例说明了该设计方法的有效性.

具有随机通讯时延的网络化系统的l_2-l_∞滤波

研究具有随机通讯时延的离散网络化系统的l2-l∞滤波器设计问题.采用满足Bernoulli分布随机变量描述测量数据的一步随机时延;利用线性矩阵不等式方法设计线性滤波器,使得滤波误差系统在均方意义下指数稳定,并保证对于所有有界的外界扰动信号,滤波误差系统具有一定的l2-l∞扰动衰减水平.数值仿真表明了所提出设计方法的有效性.

不确定中立型时滞系统的鲁棒L_2-L_∞滤波器设计

考虑了一类不确定中立型时滞系统的鲁棒L2-L∞滤波器设计问题.利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式技巧,得到了L2-L∞滤波器存在的充分条件,给出了鲁棒L2-L∞滤波器的设计方法.数值例子的仿真结果验证了所得方法的有效性.

具有受限转移率的跳变系统L_2-L_∞模糊控制

讨论了一类含不确定转移率的非线性Markov跳变系统的L2-L∞模糊控制问题。系统模态间转移概率所包含的不确定性是未知且有界的。通过Takagi-Sugeno模型模糊建模,获取了整个闭环模糊动态方程。基于L2-L∞模糊控制理论,提出了使得系统随机稳定且满足一定输入输出L2-L∞特性的模态依赖的模糊控制器存在条件。利用构造的Lyapunov-Krasovskii函数,结合线性矩阵不等式技术,给出了鲁棒L2-L∞模糊控制器的设计方法,并将其设计转化为一个优化问题。仿真示例说明了设计方法的有效性。

基于鲁棒L_2-L_∞/H_∞的车辆底盘集成控制

基于连续时间系统的鲁棒L2-L_∞及H_∞性能判据,推导出新的状态反馈的鲁棒L_2-L_∞/H_∞控制方法,并将其转化为具有较低保守性的线性矩阵不等式组的凸优化问题。利用该方法设计车辆底盘集成控制策略,协调控制主动前轮转向系统和主动悬架系统。采用Matlab/Simulink与Carsim联合仿真对典型工况进行验证,结果表明:所设计的车辆底盘集成L_2-L_∞/H_∞控制器在车辆极限条件下具有良好的协调控制性能,能够有效提高车辆的稳定性和防侧翻能力。

分布时滞网络控制系统的非脆弱L_2-L_∞控制

为了解决带有分布时滞的不确定网络控制系统中网络通道存在的时延、丢包以及控制器存在参数摄动等问题,提出了具有分布时滞和网络诱导时滞的非脆弱L_2-L_∞控制器设计方法。通过选取时滞依赖的Lyapunov函数,构造自由权矩阵进行鲁棒稳定性分析,推导出保证闭环控制系统渐近稳定的L_2-L_∞性能判据。利用线性矩阵不等式(LMI:Linear Matrix Inequality)技术将L_2-L_∞控制器设计问题转化为LMI的凸优化问题。最后,数值仿真的对比结果验证了所设计的控制器不仅可使开环发散的系统在满足给定的性能指标下闭环渐近稳定,而且与无参数摄动的常规控制器相比,非脆弱控制器的收敛效果更好。

不确定线性离散切换系统带有状态重置的输出反馈鲁棒l_2-l_∞控制器设计

研究了一类不确定线性离散切换系统带有状态重置的鲁棒l2-l∞动态输出反馈控制问题。基于多李亚普诺夫函数理论,设计了带有状态重置的鲁棒l2-l∞动态输出反馈控制器,以LMI多突约束的形式给出了在任意切换信号作用下,闭环系统具有l2-l∞性能的低保守性充分条件。最后,一个数值算例说明了控制器设计方案的可行性,并说明了新充分条件具有更低的保守性和更优的l2-l∞性能。

与非合作目标交会的追踪卫星轨道L_2-L_∞增益控制

针对空间交会中非合作目标卫星存在轨道机动的特殊情况,研究了追踪卫星的轨道控制器设计方法。考虑参数的不确定性和执行器饱和特性,在惯性系下建立了两星相对轨道运动的近似模型;将目标卫星轨道机动视作系统干扰并考虑追踪卫星控制干扰,以燃料消耗和时间为优化指标,提出了基于系统有限时间性能和系统L2-L∞增益的控制器设计目标;采用线性不等式技术提出并证明了控制器存在的充分条件,并将控制器设计问题转化为凸优化问题求解。仿真结果表明,设计的控制器有效且对不确定性和干扰具有较好的鲁棒性。

随机时滞Lurie系统的鲁棒H_∞和L_2-L_∞指数控制

针对一类具有范数有界不确定性和时变时滞的Ito型随机Lurie系统,研究了鲁棒H∞和L2–L∞指数控制问题.利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法和It微分公式,得到了以线性矩阵不等式(LMIs)表示的控制器存在的充分条件.对所有容许的参数不确定性,设计的无记忆状态反馈控制器使闭环系统鲁棒指数均方稳定,且具有给定的H∞和L2-L∞干扰抑制度.最后,通过两个仿真例子说明了所提方法的有效性.

时变时滞的随机系统的L_2-L_∞滤波分析问题

研究了带有时变时滞的随机系统的L_2-L_∞滤波设计问题.选取适当的Lyapunov泛函,引用自由权矩阵的方法,基于线性矩阵不等式的可解性提出了时滞相关的滤波器设计的充分条件.

随机线性重复过程的鲁棒L_2-L_∞滤波

针对随机线性重复过程,研究了其鲁棒L_2-L_∞滤波问题。基于线性矩阵不等式技术推导了该随机线性重复过程均方渐近稳定以及鲁棒L_2-L_∞全阶滤波器存在的充分条件,并将滤波器的设计转化为一个凸优化的求解问题。所设计的滤波器能够保证相对于所有能量有界的外界扰动信号,重复过程的L_2-L_∞性能指标小于一定值γ。仿真实例证实了该设计方法的有效性。