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lipschitz非线性系统观测器设计新方法

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控制理论与应用 2003年第4期20卷 644-646页

作者：马克茂马萍哈尔滨工业大学仿真中心黑龙江哈尔滨150001

考虑了非线性项满足lipschitz条件的非线性系统观测器设计问题,利用Lyapunov方法给出了新的判断观测误差稳定性的条件,并由所给的条件通过求解线性矩阵不等式来设计观测器。通过算例与其它方法进行的比较,说明了所提方法的有效性。

关键词： lipschitz非线性系统观测器设计线性矩阵不等式

lipschitz非线性系统状态观测器设计新方法

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海军工程大学学报 2008年第3期20卷 104-108页

作者：明廷涛张永祥孙云岭张西勇海军工程大学船舶与动力学院武汉430033

针对lipschitz非线性系统状态观测器,提出了一种以极小化条件数为目标准则的新的设计方法。运用梯度下降法和Slyvester方程,计算极小化条件数,优化增益矩阵和最大允许lipschitz常数,完成观测器设计。通过同其它文献的算例比较,结果发现... 详细信息

针对lipschitz非线性系统状态观测器,提出了一种以极小化条件数为目标准则的新的设计方法。运用梯度下降法和Slyvester方程,计算极小化条件数,优化增益矩阵和最大允许lipschitz常数,完成观测器设计。通过同其它文献的算例比较,结果发现按文中方法设计的观测器具有迭代次数少、优化结果好的特点。

关键词：状态观测器 lipschitz非线性系统极小化条件数梯度下降法 Slyvester方程

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一类伴有部分解耦干扰的非线性系统故障诊断

控制理论与应用 2024年第2期41卷 240-248页

作者：马广富高升郭延宁中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

针对lipschitz非线性系统执行器故障检测和传感器故障估计问题,本文提出了一种基于H_/L_(∞)未知输入观测器的有限频域故障诊断策略.首先,将系统处理成包含传感器故障的增广系统.然后,将该系统的未知输入干扰分为可解耦与不可解耦两部分... 详细信息

针对lipschitz非线性系统执行器故障检测和传感器故障估计问题,本文提出了一种基于H_/L_(∞)未知输入观测器的有限频域故障诊断策略.首先,将系统处理成包含传感器故障的增广系统.然后,将该系统的未知输入干扰分为可解耦与不可解耦两部分.针对可解耦部分,利用观测器匹配条件将其从估计误差中消除.针对不可解耦部分,设计L_(∞)指标抑制其对残差的影响并结合有限频域H_指标提高执行器故障检测灵敏度.接着,给出观测器存在的充分条件并将其转化为受LMIs约束的线性优化问题,实现了执行器故障的鲁棒检测及传感器故障的鲁棒估计.最后,结合仿真算例验证了所提方法的正确性与有效性.

关键词：故障检测故障估计 H_指标 L_(∞)指标有限频域 lipschitz非线性系统

具有lipschitz非线性系统的航天器故障检测

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飞行器测控学报 2017年第2期36卷 106-111页

作者：刘安吴智斌韩冬航天器在轨故障诊断与维修重点实验室西安710043 清华大学自动化系北京100084

对存在未知干扰的lipschitz非线性系统,探讨了基于滑模观测器的执行器故障检测的方法。通过等价状态变换,可以得到2个子系统,其中一个子系统与执行器故障和未知干扰耦合,而另一个子系统则只与执行器故障耦合。在此基础上,提出了一种免... 详细信息

对存在未知干扰的lipschitz非线性系统,探讨了基于滑模观测器的执行器故障检测的方法。通过等价状态变换,可以得到2个子系统,其中一个子系统与执行器故障和未知干扰耦合,而另一个子系统则只与执行器故障耦合。在此基础上,提出了一种免受未知干扰影响,可对执行器故障敏感的滑模观测器设计方法。这种滑模观测器可以作为故障检测工具,而将其输出估计误差作为残差发生器,用于执行器故障检测。相比滑模观测器的故障重构方法,该方法大大放宽了对数学假设条件的要求。最后,对一个大攻角状态下的航天器的简化模型进行了数字仿真,仿真结果表明了所提方法的有效性。

关键词：滑模观测器故障检测 lipschitz非线性系统执行器

lipschitz非线性离散系统基于观测器的鲁棒镇定控制设计

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应用数学 2024年第3期37卷 779-791页

作者：鲁润翰于晓山东建筑大学理学院山东济南250000

本文研究lipschitz非线性离散时间系统的基于观测器的鲁棒镇定控制问题.首先,针对lipschitz非线性离散系统,应用微分中值定理和线性参变系统理论,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出基于观测器的鲁棒镇定控制设计的充分条件.随后,将设计... 详细信息

本文研究lipschitz非线性离散时间系统的基于观测器的鲁棒镇定控制问题.首先,针对lipschitz非线性离散系统,应用微分中值定理和线性参变系统理论,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出基于观测器的鲁棒镇定控制设计的充分条件.随后,将设计结果进一步推广,针对含干扰的lipschitz非线性离散系统进行H∞性能分析,实现了基于观测器的鲁棒H∞镇定控制,同时给出观测器增益矩阵和控制器增益矩阵的一步求解算法.最后,通过两个数值例子验证了所提方法的有效性.

关键词： lipschitz非线性系统观测器输出反馈鲁棒H∞控制

逆系统方法中lipschitz非线性系统状态观测器的应用

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逆系统方法中Lipschitz非线性系统状态观测器的应用

作者：李滨中国石油大学

学位级别：硕士

随着非线性控制理论特别是反馈线性化理论的发展,非线性状态观测器的设计以及基于状态观测的非线性控制理论的研究显的愈发重要。本文就是针对在利用逆系统方法进行反馈线性化的过程中,逆系统需要全状态反馈,然而由于状态不能直接测量,... 详细信息

随着非线性控制理论特别是反馈线性化理论的发展,非线性状态观测器的设计以及基于状态观测的非线性控制理论的研究显的愈发重要。本文就是针对在利用逆系统方法进行反馈线性化的过程中,逆系统需要全状态反馈,然而由于状态不能直接测量,或者由于测量的设备在经济和使用上的限制,使得不可能实际获得系统的全部状态变量,从而使状态反馈的物理实现成为不可能的问题。状态反馈在性能上的不可替代性和在物理上的不能实现性形成了一个矛盾。针对上述矛盾,基于可以应用逆系统方法进行反馈线性化的系统的特点,本文将lipschitz非线性系统的观测器设计应用于逆系统方法,通过状态重构,来代替真实状态实现了逆系统的全状态反馈。本文主要的内容分为以下四个部分: 1.本部分在分析和学习前人对于lipschitz非线性系统观测器设计的基础上,提出了逆系统方法所要使用的观测器的设计方法,该方法定理不仅能够判断观测器的存在性,而且能够直接利用MATLAB的LMI求出增益矩阵的解析解,大大简化了计算量。 2.本部分基于能够应用逆系统方法进行反馈线性化的系统的特点,提出了lipschitz非线性系统观测器在逆系统方法中应用的可行性,并通过单变量和多变量两方面,提出了该类观测器在逆系统方法中的应用。 3.本部分针对在多变量非线性系统通过逆系统方法进行反馈线性化过程中,lipschitz非线性系统状态观测器的应用,利用实际化工模型(催化裂化再生器模型)进行了仿真实验。 4.作为拓展,本部分对一类含有不确定性参数的lipschitz非线性系统的观测器设计进行了初步的研究,并提出了系统观测器存在的充分条件。同时给出了观测器增益矩阵的解析解。

关键词：非线性系统状态观测器线性矩阵不等式 lipschitz非线性系统逆系统方法

基于有限时间的lipschitz非线性系统非脆弱控制器设计

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基于有限时间的Lipschitz非线性系统非脆弱控制器设计

作者：李龙芳安徽大学

学位级别：硕士

在实际的控制系统分析和设计过程中,非线性控制问题受到了人们的广泛关注。作为一种特殊的非线性系统,人们对lipschitz非线性系统的研究越发深入并取得了较丰硕的成果,如稳定性分析,控制器及滤波器设计、状态估计及故障诊断等。另一方面... 详细信息

在实际的控制系统分析和设计过程中,非线性控制问题受到了人们的广泛关注。作为一种特殊的非线性系统,人们对lipschitz非线性系统的研究越发深入并取得了较丰硕的成果,如稳定性分析,控制器及滤波器设计、状态估计及故障诊断等。另一方面,系统的稳定性对于控制领域的研究是至关重要的。一般而言,我们考虑的稳定性首推Lyapunov渐近稳定性;但在很多的实际工程中,我们经常需要考虑系统的暂态特性,如在有限短时间内考虑稳定性、镇定性和相关控制问题。与Lyapunov渐近稳定性相比,有限时间稳定更多考虑系统的暂态性能和短时间控制问题,对于短时间运行的系统而言,更具有理论价值和实践意义。结合lipschitz非线性系统,本文开展有限时间非脆弱控制问题的探讨和研究,具体的研究内容如下:(1)针对一类时滞不确定lipschitz非线性系统,设计了非脆弱H∞控制的相关内容的解决方案。通过选取合适的Lyapunov函数,并结合线性矩阵不等式方法,设计了一个合适的非脆弱控制器,使得闭环控制系统有限时间稳定并满足给定的性能指标的充分条件。然后,求解出非脆弱控制器的增益,并转化为优化求解问题。(2)对含有lipschitz条件的非线性系统,讨论了非脆弱L2-L∞控制控制问题的求解方法,并给出了非脆弱时滞状态控制器增益解存在的充分条件。进而还将控制器增益解存在的问题转化为优化求解问题。(3)针对一类时滞lipschitz非线性系统,考虑到系统所存在的不确定性、延时性以及不可测状态。通过系统重构造非脆弱H∞观测和控制器,并使得lipschitz非线性闭环误差动态系统有限时间稳定并满足给定的性能指标的充分条件。(4)在系统状态不可测时,分析并求解了基于观测器的非脆弱保成本控制器问题。通过设计合适的非脆弱保成本控制器和状态观测器,设计并给出了闭环系统有限时间稳定并满足给定的性能指标的充分条件。通过线性钳矩阵不等式工具辅和优化求解方法,求解非脆弱控制器和非脆弱观测器的增益。本文各章节的主要内容的主要结果均通过数字仿真检验了设计方法的可行性和有效性。

关键词： lipschitz非线性系统有限时间非脆弱控制 H∞控制 L2-L∞控制保成本控制观测器

基于观测器的一类lipschitz非线性系统鲁棒控制器的设计

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三峡大学学报（自然科学版） 2010年第5期32卷 82-85页

作者：王康沈艳军涂正文三峡大学理学院湖北宜昌443002

讨论了一类lipschitz非线性系统基于观测器的鲁棒镇定问题,所考虑的系统具有非线性时变扰动项,设计了状态观测器与状态反馈控制器使得其能够镇定一类lipschitz非线性系统.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMIs)方法,给出了该系... 详细信息

讨论了一类lipschitz非线性系统基于观测器的鲁棒镇定问题,所考虑的系统具有非线性时变扰动项,设计了状态观测器与状态反馈控制器使得其能够镇定一类lipschitz非线性系统.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMIs)方法,给出了该系统基于观测器的鲁棒镇定的充分条件,并通过求解LMIs构造了系统鲁棒稳定的基于观测状态反馈的控制器,所得结果减少了控制器设计的盲目性.最后,通过仿真实验证明了该方法的可行性.

关键词： lipschitz非线性系统鲁棒控制器观测器 LMIs

一类lipschitz非线性离散系统的可靠预见跟踪控制

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系统科学与数学 2023年第11期43卷 2804-2819页

作者：于晓鲁润翰袁远龙山东建筑大学理学院济南250101 江西农业大学计算机与信息工程学院南昌330045

针对一类含执行器故障的离散时间lipschitz非线性系统,提出基于线性矩阵不等式(LMI)的可靠预见跟踪控制器设计方法.首先,采用差分方法以及状态增广技术,并且融合参考信号和干扰的预见信息,构造扩大误差系统,将可靠预见跟踪控制问题转化... 详细信息

针对一类含执行器故障的离散时间lipschitz非线性系统,提出基于线性矩阵不等式(LMI)的可靠预见跟踪控制器设计方法.首先,采用差分方法以及状态增广技术,并且融合参考信号和干扰的预见信息,构造扩大误差系统,将可靠预见跟踪控制问题转化为可靠镇定问题.其中,微分中值定理的使用克服了非线性函数差分处理上的困难,使得扩大误差系统是一个形式上的线性参变系统.然后,提出静态输出反馈可靠控制器,并且以LMI的形式给出保证闭环系统渐近稳定的充分条件.基于此,给出原系统的可靠预见控制器,使得闭环系统实现对目标信号的渐近跟踪.最后,通过一个数值例子验证所提设计方法的有效性.

关键词： lipschitz非线性系统预见控制可靠控制执行器故障输出反馈