连续系统观测时滞的H_∞控制

研究一类连续系统观测时滞的H∞控制问题.基于K re in空间的重组新息分析方法,给出了观测时滞系统H∞输出反馈控制问题的解存在的充要条件.H∞输出反馈控制器依赖于一个倒向R iccati方程和一个正向R iccati方程的解.与传统的方法相比,重组新息分析方法不需要增广系统的维数,从而减少了计算量.仿真例子验证了该方法的有效性.

带有乘性过程噪声和模式观测时滞离散马氏跳线性系统的状态估计

研究受乘性过程噪声干扰的离散马氏跳线性系统状态估计问题.系统可得到的观测包括两部分:模式观测和输出观测,其中模式观测受到固定时滞的影响.利用贝叶斯定理及所得到的一些结果,提出一种新颖的最小均方误差意义下次优状态估计算法.该次优算法是回归的,并且不随着时间增加而加重计算存储负荷.通过计算机仿真来评估所提出次优算法的性能,仿真结果验证了该算法的优越性.

不确定LTI-SISO系统的低通滤波时滞观测器控制

合理利用时滞可能获得意想不到的性能 .研究表明 ,系统的不确定性以及受到的外部干扰可以利用时滞观测器来进行观测 ,从而实现系统的鲁棒控制 .本文提出了一种低通滤波时滞观测器 ,避免了常规时滞观测器控制中出现的控制信号颤振 ,得到了一种结构新颖的控制器 .仿真结果表明时滞观测器控制系统可以很好地抑制系统的不确定性以及受到的外部干扰 。

不确定LTI-SISO系统的低通滤波降阶时滞观测器控制

提出一种低通滤波降阶时滞观测器 ,避免了常规时滞观测器控制中由于时滞状态微分近似引起的控制信号颤振。参考模型的选取只与系统的相对阶次有关 ,而与系统阶次无关 ,从而简化了控制器的设计 ,降低了对系统可测性的要求。仿真结果表明 ,该时滞观测器控制系统可以很好地抑制系统的不确定性以及受到的外部干扰 ,是一种性能优良的鲁棒控制方法。

不确定系统的时滞观测器控制

分析了时滞观测器控制的基本算法 ,给出时滞观测器控制系统的结构 .时滞观测器是利用系统过去的状态信息、状态变化的信息以及过去的激励信息来估计当前系统存在的不确定性、外部扰动 .仿真结果表明 ,时滞观测器控制系统可以很好地抑制系统的不确定性以及所受的外部干扰 .

基于类龙伯格与时滞扰动观测器综合的摩擦补偿

针对摩擦扰动的非线性特性及传统摩擦补偿方法的不足,利用LuGre动态摩擦模型对摩擦现象描述的准确性,分析了类龙伯格状态观测器及时滞扰动观测器的设计过程,提出了综合类龙伯格状态观测器与时滞扰动观测器的摩擦补偿方案。从实验结果看,利用类龙伯格状态观测器观测摩擦状态,并通过LuGre模型估计摩擦扰动起到了较好的摩擦扰动抑制作用,解决了时滞扰动观测器用于摩擦补偿的扰动慢时变限制的问题。同时,TDE扰动观测器不仅消除了摩擦扰动补偿残差,而且起到了抑制了外界扰动的作用。

不确定LTI-SISO系统的降阶时滞观测器控制

提出了降阶时滞观测器 ,利用时滞来观测系统的不确定性和受到的外部干扰 ,实现了不确定系统的鲁棒控制 .降阶时滞观测器控制系统中参考模型的阶数由系统的相对阶数决定 ,而与系统阶数无关 ,简化了控制器的设计 ,有利于根据性能指标的要求获得合适的参考模型 .对于相对阶低于系统阶的一般对象 ,通过引入低通滤波器也能实现降阶时滞滤波器控制 .大量的仿真结果表明 ,降阶时滞观测器能够很好地抑制系统的不确定性和受到的外部干扰 ,是一种性能优良的鲁棒控制方法 .

时滞控制及其应用

时滞控制研究的是如何有意识地、合理地在控制器中引入时滞来改善控制系统的性能 ,主要由时滞滤波、时滞观测、时滞学习控制三个分支组成 .时滞滤波器利用时滞来滤除按指数衰减的正弦信号 ,主要应用于抑制柔性机构的残留颤抖 ;时滞观测器利用时滞来观测系统存在的不确定性以及受到的外部干扰 ,从而实现系统的鲁棒控制 ;时滞学习控制器利用时滞来学习任意周期的周期信号 ,实现对任意周期信号的无差跟踪 .系统地提出了时滞控制的概念 ,阐明了时滞控制的研究目的和主要研究内容 ,综述了时滞控制的研究现状、应用实例 ,并提出了一些值得深入研究的问题 .

随机时滞网络控制系统的后退时域估计

本文考虑具有随机观测时滞系统的后退时域估计问题.首先,针对随机时滞网络控制系统,运用观测重组技术,将带有时滞的观测方程转化为无时滞观测方程,得到一组新的无时滞观测序列.在此基础上,运用线性最小方差无偏估计理论,推导出后退时域估计器的批形式公式和迭代形式公式,并给出稳定性分析.通过具体的仿真实例,对比现有卡尔曼滤波器,验证了所提出的后退时域估计器具有更好的跟踪能力.

空中无人集群时滞置信传播协同导航算法

空中无人集群协同导航系统依赖于载体间的信息传输,信息传输时间导致相对导航观测出现时滞。针对传统置信传播算法消息传递时未考虑观测时滞的问题,提出了一种空中无人集群时滞置信传播协同导航算法。首先根据置信传播中相对测距信息轮播出现的时滞量建立时滞功能节点误差模型,再通过卫星伪距一阶泰勒展开项与导航卫星运动速度的数量级变化推算伪距值,并利用时滞置信传播算法完成所有无人飞行器的后验概率估计。仿真结果表明,无人飞行器定位精度在60 m/s的情况下最高提升了32.70%,在100 m/s的情况下最高提升了48.01%,满足了中高速飞行状态下的定位需求,有效地改善了传统置信传播算法的协同导航性能。

基于混合时滞观测器的混合反馈控制

对于一类具有状态和有限自动机输出时滞的离散混合系统,研究基于混合时滞观测器的混合反馈控制问题.通过系统线性部分和离散事件部分的Lyapunov函数构造了整个时滞系统的混合Lyapunov函数,进一步,给出混合反馈控制的设计方法且证明了闭环系统的稳定性.仿真例子说明该方法的有效性.

多传感器融合技术在船舶液位监测中的应用

目前国内外许多船舶采用了液位监控系统,极大地提高了船舶的自动化程度。为了保证液位监测的准确性与可靠性,针对环境干扰易导致液位测量结果出现偏差的问题,构建新的液位监控系统,对液位测量的精度进行分析和改进。考虑液位监控系统中存在一步随机时滞的情况,对传感器测量液位的过程进行数学建模,基于卡尔曼滤波和矩阵加权融合算法,提出一种新的多传感器融合算法。通过仿真实验,表明多传感器滤波融合算法能够使液位测量更精确、更稳定,且易于故障监测和分离。

时滞线性系统Kalman滤波

研究时滞离散系统的线性最小均方差估计.针对具有即时观测和两个延迟观测的线性系统,通过构造重组新息序列,提出了时滞系统的Kalman滤波的一种新算法.其计算归结为三个与原系统有相同维数的标准Kalman滤波器.该方法具有很大的推广应用价值,可用来解决控制理论中一些疑难问题,如H∞固定时滞平滑估计,预演控制及时滞系统的H∞滤波和控制等.

一类非线性不确定系统的多通道鲁棒故障诊断

针对一类含有状态时滞和扰动的非线性不确定系统,研究了一种基于状态估计的执行器故障诊断方法。在通过变换得到等价系统的基础上,构造全阶时滞观测器(TDO),削弱外扰影响,并利用神经网络设计的故障估计器在线估计出系统故障,实现多通道诊断,最后采用域值处理技术提高故障估计的鲁棒性。仿真示例表明了该方法的有效性。