类H型结构的太赫兹带阻滤波器

本文基于对称的类H型结构设计了一种超材料太赫兹带阻滤波器,这种H型结构的连续金属臂可以流通电流。利用电磁仿真软件CST Microwave Studio 2021研究了该滤波器的滤波特性。通过改变H型双臂间距臂长、周期长度、双H间距离等,确定了滤波器的几何参数。结果表明,该结构可实现偏振选择的功能,在y偏振条件下,滤波器在0.2~2.3 THz范围内没有明显的谐振峰,但透过率范围在-15到-3 dB之间。而在x偏振条件下,在中心频率1.34 THz处可获得FWHM带宽为0.15 THz的一个阻带,传输参数约为-30 dB。最后,采用微加工工艺制备了超材料滤波器样品以验证仿真结果,使用透射式太赫兹时域光谱系统对样品进行测试,测试结果与仿真结果吻合较好。

H_∞鲁棒滤波器与Kalman滤波器的对比

通常Kalman滤波技术应用得比较广泛 ,然而在系统模型和噪声统计特性存在不确定性的条件下 ,Kalman滤波的应用就受到了一些限制。H∞ 滤波可有效地解决Kalman滤波所遇到的问题 ,不仅估计精度高 ,而且还具有鲁棒性。简要介绍了H∞ 滤波技术和Kalman滤波技术 ,设计了H∞ 鲁棒滤波器和Kalman滤波器 ,并分 3方面对二者的性能进行了比较分析。

基于非线性映射的自适应混合Kalman/H_∞滤波器

Kalman滤波器的精度高,但是鲁棒性差。H∞滤波器虽然鲁棒性好,但是精度不高,将两种滤波器进行混合获得新的滤波器可同时具备高精度和对干扰噪声的鲁棒性。通过对Kalman滤波器的实时性能评价,提出了一种基于非线性映射的自适应调节权值混合Kalman/H∞滤波器,并通过全球定位系统/推位组合导航模型对提出的方法进行了仿真验证。仿真结果表明,在干扰噪声统计特性变化和系统模型存在摄动条件下,与Kalman滤波和H∞滤波方法相比,所提出的混合Kalman/H∞滤波方法具有更高的滤波精度,更适用于实际应用。

具有H_∞误差边界的Kalman滤波器

本文运用H_∞优化理论讨论了在控制系统中的一个重要问题——滤波问题。提出了一种新的具有H_∞边界的Kalman滤波器。比较了仅考虑LQG指标与同时考虑LQG与H_∞指标下各类系统的特点,对标准的Kalman滤波器的H_∞特性以及新的LQG/H_∝滤波器与标准的Kalman滤波器的差异与包容特性进行了理论上的详尽分析和讨论。从这些分析中可以看到LQG/H_∞综合设计的优越性。

基于H_∞滤波器的红外小目标运动预测和跟踪方法

根据H∞滤波理论,提出了基于H∞滤波预测技术的红外图像小目标运动预测和跟踪方法,为了降低模型阶数以加快图像处理速度,滤波过程被分解在水平和垂直两个方向上分别进行,即将滤波器分解为x、y方向上两个子滤波器.H∞滤波器是一种基于最优化最坏情况下的滤波技术,它对噪声源的要求不高,能较好地应用在复杂场景下的目标运动预测与跟踪.实验证实了在噪声源不能确定或是未知的情况下,它比Kalm an滤波器对红外小目标的运动预测更加准确并具有更好抗扰动性.

基于Gauss-Hermite逼近的非线性加权观测融合无迹Kalman滤波器

对非线性多传感器系统,基于Gauss-Hermite逼近方法和加权最小二乘法,提出了一种具有普适性的非线性加权观测融合算法.该算法可将一个高维观测压缩为一个低维观测.在此基础上,结合无迹Kalman滤波器(Unscented Kalman filter, UKF),提出了非线性加权观测融合无迹Kalman滤波器(WMF (Weighted measurement fusion)-UKF).与集中式融合UKF (CMF (Centralized measurement fusion)-UKF)相比,该算法计算负担小且具有逼近的估计精度.特别是在传感器数量较大时,该算法在计算量上的优势更加明显.仿真例子验证了算法的有效性.

基于双环控制思路的有源电力滤波器H_∞控制

应用平均化建模的方法,建立了考虑外界干扰的有源电力滤波器(APF)系统的平均化模型。根据直流侧电容电压响应速度远远慢于输出电流响应速度(两者的响应在时间轴上分离),将控制器设计为电流环与电压环2个部分。电压环控制采用PI控制方法设计,而在电流环设计时将APF非线性系统进行简化,进而设计H_∞控制器。最后利用极点配置对闭环系统的收敛速度进行定性配置。该控制器的设计考虑了系统参数摄动及外界干扰的不确定性,使控制器具有较强的鲁棒性;设计时从系统的状态平均化模型出发,物理意义清晰,设计思路合理,针对一般H_∞控制器设计需求解Riccati方程的不足,对矩阵进行归一化然后利用LMI工具箱简化控制器求解,易于在工程中实现。仿真与实验结果验证了控制器设计方法的正确性和有效性。

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.

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 。

H_∞滤波与Kalman滤波的对比研究

在一般情况下 ,Kalman滤波技术应用得比较广泛。然而 ,在系统模型和噪声统计特性存在不确定性的条件下 ,Kalman滤波的应用就受到了一些限制 ,而H∞ 滤波可有效地解决Kalman滤波所遇到的问题 ,不仅估计精度高 ,而且还具有鲁棒性。本文首先简单介绍了H∞ 滤波和Kalman滤波 ,然后又分三个方面对二者的性能进行了比较分析。

线性时滞系统故障检测滤波器设计H_∞优化方法

研究一类线性时滞系统的基于观测器的故障检测滤波器设计问题.通过对线性时滞系统进行广义坐标变换,得到了只包含输入、输出时滞,无状态时滞的新的系统表达形式.在此基础上,选用基于观测器的故障检测滤波器作为残差产生系统,使得到的残差动态方程为仅包含未知输入时滞和故障时滞的线性时不变形式,进而可应用已取得的线性时不变系统故障诊断研究成果设计故障检测滤波器.同时给出一种线性时滞系统故障检测滤波器设计的H∞优化设计方法,并通过算例验证了所提方法的有效性.

基于H_∞滤波器的离散时滞系统鲁棒故障检测方法

针对一类具有不确定性的离散时滞系统 ,基于H∞ 滤波器研究了系统的鲁棒故障检测问题。利用H∞ 控制理论得到了系统的故障检测滤波器设计方法 ,证明了故障检测残差对不确定性具有H∞ 范数界的鲁棒性 ,给出了滤波器参数设计方法。仿真示例验证了该方法的有效性。

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.

H_∞控制理论在并联型有源滤波器中的应用

针对有源电力滤波器传统控制方法精度低、鲁棒性差的缺点,建立了并联型有源电力滤波器的状态空间模型,将误差看作是对控制系统的外部干扰,设计了基于H∞控制理论的并联型有源电力滤波器的鲁棒控制器,并将其应用在搭建的有源电力滤波器的模型上。从计算机仿真可以看出,该控制器能减小电源电流的谐波畸变率,并能稳定直流侧电压。仿真结果证明H∞控制方法提高了系统的稳定性和鲁棒性,使有源电力滤波器具有更好的补偿效果。

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.

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 .

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。

基于联邦滤波器结构的分散化H_∞鲁棒滤波算法研究

深入研究了基于联邦滤波器结构的分散化H_∞鲁棒滤波算法;通过研究H_∞滤波器的结构和鲁棒机制,提出一套H_∞鲁棒信息滤波公式.在此基础上,建立了一套形式简单、可行性强的联邦H_∞鲁棒滤波算法.与传统联邦卡尔曼滤波算法相比,该算法仅增加一个鲁棒化环节,实际上是一种Krein空间的联邦卡尔曼滤波算法.最后,全面分析了该算法四种结构及其性能,仿真结果表明了其具有有效性和可行性.