时滞依赖H_/H_∞观测器的线性系统故障检测

本文研究了线性连续时滞系统的鲁棒故障检测问题.利用H_/H∞故障检测方法,设计了故障检测观测器,并给出了时滞依赖的故障检测观测器设计条件.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观测器可以取得比已有结果更好的故障检测性能.

基于H_∞观测器原理的模糊自适应控制器设计

针对一类非线性系统提出一种利用观测器原理来求解干扰抑制项和控制器参数的新型模糊自适应控制方法 .通过寻求线性矩阵不等式 (LMI)的可行解来得到具有 H∞ 跟踪性能的模糊自适应观测器 .并证明了如果该观测器具有 H∞ 跟踪性能 ,则由该观测器参数构成的控制器 ,可以保证闭环系统稳定 .

H_∞观测器在车用电池SOC估计中的应用研究

电池荷电状态(state of charge,SOC)的准确估计是电动车安全运行的重要保证。为了准确估计电池的SOC,将观测器的设计原理应用到电池的等效电路模型中,设计了H_∞观测器。以实际容量为90 Ah的新电池为研究对象,在Matlab/Simulink中建立仿真模型实现观测器的计算过程。当新电池运行在DST工况,设定不同仿真初值时,SOC的估计误差绝对值在2%以内,说明H_∞观测器不依赖仿真初始值的选择;分析了SOC-OCV曲线对SOC估计精度的影响,得出在SOC估计精度要求很高时,及时更新SOC-OCV曲线是有必要的。

具有电流偏差和噪声扰动的H_∞观测器在线估计电池SoC状态

针对电池管理系统采集的电流信号和电压信号往往含有有色噪声,且该噪声会明显影响电池状态估计性能的问题,把噪声看成扰动,提出了具有偏置电流估计功能的H_∞观测器用于电池SoC的在线估计。首先,建立具有电流偏差和噪声扰动的电池状态模型,其次设计具有偏置电流估计功能的H_∞观测器,并且通过仿真深入分析该观测器对SoC估计效果、去偏功能对估计性能的影响以及观测器对模型偏差的鲁棒性和参数适配性,最后通过实验分析验证了该方法的有效性。

基于LMI的H_∞未知输入观测器设计

针对同时具有未知输入和量测噪声的离散Lipschitz非线性系统,采用扩展状态向量的方法将量测噪声向量当作系统状态,从而将系统化为形式上不含量测噪声的广义离散非线性系统.通过设计广义系统H∞未知输入观测器,同时估计出原系统状态和量测噪声.为了降低设计的保守性,将观测器设计转化为线性矩阵不等式(LMI)求解问题,给出观测器设计算法,并基于延迟估计的思想提出一种未知输入代数重构方法.仿真结果表明:提出的方法可以使状态估计、量测噪声及未知输入的重构信号逼近实际信号,证明了该方法的有效性和正确性.

矩阵二阶系统的H_∞观测器设计——一种参数化方法(英文)

利用一种完全参数化的设计方法,直接在矩阵二阶系统的框架下研究不确定性矩阵二阶系统的H∞观测器设计问题,目标是使观测过程在保持鲁棒稳定并达到期望的动态特性的同时,还能使得外部干扰到误差状态的传递函数的H∞范数小于事先给定的上界数值。基于矩阵二阶系统的Sylvester方程的完全参数化解,通过一组设计参数建立了观测器的所有增益矩阵以及观测器系统矩阵的左特征向量的完全参数化形式。并在此基础上,将H∞范数的上界约束条件转化成一个等价的约束设计参数的条件。该方法能够提供所有的设计自由度,有很强的应用价值。最后通过一个弹簧质量系统表明此方法的有效性。

基于切换的线性时滞系统H_∞观测器的设计

考虑一类线性时滞系统H∞观测器的设计问题,提出了一种新的设计手段。假设系统存在有限个备选的观测器,且每个观测器的增益矩阵是已知的,而每个单一的观测器均不能保证误差系统渐近稳定且具有H∞范数界。但通过在这有限个备选的观测器间切换的方法可以设计一个使误差系统渐近稳定且具有H∞范数界的切换律。研究结果表明切换技术的使用扩大了观测器增益阵的选取范围,它为线性时滞系统利用观测状态进行H∞稳定控制器的设计提供了一个新视角,且所得的结果可表示为易于求解的线性矩阵不等式(LMI)的形式。最后以一个仿真实例说明了结论的有效性。

一类不确定广义时滞系统的鲁棒H_∞观测器

针对一类不确定广义时滞系统,采用线性矩阵不等式处理方法,给出了具有时滞的线性鲁棒H∞观测器问题可解的充分条件.所设计的观测器保证了相对于能量有界的外界扰动信号,滤波误差系统是正则、稳定和无脉冲的,而且满足给定的H∞性能指标.数值算例验证了方法的可行性.

一类时滞神经网络的H_∞观测器设计

研究了一类时滞神经网络的H_∞观测器设计问题.通过构造适当的Lyapunov泛函,借助于倒凸组合和Wirtinger不等式,以线性矩阵不等式的形式给出了观测器的设计方法.通过数值实例验证了所给方法的有效性.

单边Lipschitz的中立型Lur’e系统的H∞观测器设计

针对满足二次内有界准则和单边Lipschitz条件的中立型时变时滞Lur’e系统,通过选取合适的Lyapunov泛函,采用Wirtinger型不等式及放松的不等式,获得一种H∞观测器的设计方法。该设计方法基于线性矩阵不等式,综合考虑多重因素,具有广泛适用性,采用放松的积分不等式,获得具有较小保守性的结果。通过仿真实例验证,该设计能够有效地观测系统状态。

基于H_∞理论的中立型时滞系统鲁棒故障检测

基于观测器方法研究了一类具有不确定扰动的中立型时滞系统的鲁棒故障检测问题。应用H∞控制理论给出了带记忆观测器的鲁棒渐近稳定条件,并研究了基于线性矩阵不等式的观测器增益阵设计方法。利用所设计的故障检测观测器可使获得的故障检测残差在对不确定扰动具有抑制水平γ的同时,对故障信号具有L2增益ρ,从而体现了残差对不确定扰动的鲁棒性和对故障信号响应的灵敏度。仿真算例表明,运用该方法进行鲁棒故障检测是有效的。

不确定多时滞系统的鲁棒H_∞观测器设计

研究一类不确定性的多时滞系统基于观测器的鲁棒 H∞ 控制问题 .系统的不确定性参数是时变的 ,但其结构已知 .通过构造观测器 ,并利用观测器状态进行反馈控制 ,使系统不仅鲁棒镇定 ,且具有一定的 H∞ 性能 .鲁棒 H∞

离散时滞系统基于LMI的鲁棒H_∞观测器设计

研究一类结构已知参数是时变的离散系统的鲁棒H控制及镇定,通过求解系统的Lyapunov函数和一个泛函指标函数来核得一组线性矩阵不等式,设计出一种线性无记忆状态观测器来满足所需要求,使系统具有一定的鲁棒稳定性和H性能.最后,给出了一个数值实例来验证此方法的有效性.参13.

传感器饱和约束下网络控制系统丢包故障检测

研究了一类网络控制系统丢包情况下传感器输出饱和的故障检测问题.首先假设网络控制系统丢包存在于传感器到控制器之间,并用两个独立的伯努利分布序列来描述.然后在传感器输出饱和约束条件下设计了一个故障检测观测器,用来加大故障对残差的敏感性并减小干扰对故障的影响.最后基于线性矩阵不等式技术,得到一个鲁棒故障检测系统有界均方稳定的充分条件,并满足了H∞性能指标.数值算例表明了在丢包和传感器饱和约束情况下所提方法的有效性.