离散切换系统H_∞非脆弱滤波器设计

研究离散线性切换系统非脆弱H_∞滤波器设计问题,假设滤波器增益含有区间不确定性,采用平均驻留时间技术,并利用LMIs给出非脆弱H_∞滤波器的设计方案。当采用经典的顶点方法时,需要求解的LMI数量呈指数级增长,系统维数较高时,可能超过当前的运算能力,故提出一种明确有效的概率算法。预先制定的概率水平可以保证鲁棒性,并给出为达到所需概率水平而需要的采样数量。该算法可以显著减少参与设计的LMI的数量。最后用数值仿真证明了方法的有效性。

不确定时变时滞切换中立系统的非脆弱H∞滤波器设计

本文研究了一类带有时变状态时滞和时变中立时滞的参数不确定切换系统的控制问题,并对其问题设计了具有H∞性能指标的非脆弱滤波器。讨论的参数不确定性是范数有界的,滤波器是带有中立时滞的非脆弱H∞滤波器。目的是对于所容许的不确定性和时变时滞,设计一个非脆弱H∞滤波器,得到使闭环系统切换镇定并满足给定的H∞性能指标γ的充分条件。首先,利用Lyapunov稳定性理论,构造了合适的Lyapunov泛函,利用时滞导数的上界对不等式进行放缩,得到具有H∞性能指标的线性矩阵不等式。利用凸组合方法和线性矩阵不等式,构造了对应的切换规则。其次,利用线性矩阵不等式的方法设计了非脆弱H∞滤波器,得到的滤波器存在充分条件。最后,通过数值仿真证明了所提结果的有效性和可行性。本文提出的线性矩阵不等式具有决策变量少、参数多的特点,可以最大程度地降低结果的保守性。

输出信号量化测量下不确定离散系统非脆弱H_∞滤波器设计

研究了输出信号量化测量下不确定离散系统非脆弱H∞滤波器的设计问题。难点在于滤波器设计过程存在3种不确定性,即系统本身存在的不确定性、非脆弱滤波器设计时涉及到的不确定性和由于输出信号量化测量近似表示的不确定性。通过有效的矩阵变换技术,给出基于线性矩阵不等(LMIs)的非脆弱H∞滤波器存在的充分条件。最后,通过数值仿真来验证设计方案的有效性。

非线性网络化控制系统的非脆弱耗散滤波器

针对非线性网络化控制系统中滤波器参数的摄动问题,考虑传感器-滤波器存在随机一步时延和丢包,设计了1种非脆弱耗散全阶滤波器。滤波器参数具有范数有界不确定性。通过构造Lyapunov函数,使用线性矩阵不等式方法推导出非脆弱耗散滤波器存在的充分条件。通过解矩阵不等式得到滤波器参数的求解表达式。该滤波器不仅是非脆弱的,而且滤波误差系统满足稳定性和耗散性能要求,同时减少了状态增广带来的计算负担。仿真算例验证了非脆弱耗散滤波器的有效性。

一类网络控制系统的非脆弱H_∞滤波器设计

针对带有时延与丢包补偿的网络化控制系统的非脆弱H$滤波问题,研究设计一个全维的H$滤波器对系统的待估信号进行估计,这里的滤波器参数含有范数有界不确定性。利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式分析方法,得到了H_∞滤波器存在的充分条件,通过求解线性矩阵不等式得到非脆弱滤波器增益的参数表达式。通过仿真例子验证了非脆弱滤波器设计方法的有效性与优越性。

一类网络控制系统的非脆弱耗散滤波器设计

针对网络化控制系统的滤波器参数存在摄动的问题,考虑到传感器-滤波器存在随机时延和丢包,设计对系统待估信号进行估计的加性非脆弱耗散滤波器,其中滤波器参数具有范数有界不确定性。首先使用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式分析方法,推导出耗散滤波器存在的充分条件,在此基础上考虑到滤波器参数不确定性,从而将非脆弱耗散滤波问题转化为求解线性矩阵不等式的问题,然后通过求解线性矩阵不等式得到非脆弱耗散滤波器的参数表达式,最后数值仿真验证了设计方法的有效性。