具有随机协议网络化系统的H∞滤波

本文研究了一类具有随机介质访问协议网络化系统的H∞滤波问题.将传感器和滤波器的通信过程描述为一个马尔可夫链,进而将滤波误差系统建模成一个马尔可夫跳变系统.然后,运用李雅普诺夫方法和线性矩阵不等式技术,给出了滤波误差系统随机稳定且具有给定H∞性能的一个充分条件,并基于该条件给出了H∞滤波器的设计方法.最后的数值算例验证了本文方法的有效性.     

不确定线性时变时滞系统的鲁棒H∞ 滤波

研究一类不确定线性连续时滞系统的改进鲁棒H∞滤波问题.采用时滞分解方法,构造一种新的Lyapunov-Krasovskii泛函,并基于一种积分不等式讨论了确定性系统的H∞性能分析问题.然后,借助于线性化技术,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了滤波器存在的充分条件,并将确定性系统滤波器设计方法扩展到凸多面体不确定性情形.最后通过仿真算例说明了该方法的有效性.     

具有随机通讯时延的网络化系统的l2-l∞滤波

研究具有随机通讯时延的离散网络化系统的l2-l∞滤波器设计问题.采用满足Bernoulli分布随机变量描述测量数据的一步随机时延;利用线性矩阵不等式方法设计线性滤波器,使得滤波误差系统在均方意义下指数稳定,并保证对于所有有界的外界扰动信号,滤波误差系统具有一定的l2-l∞扰动衰减水平.数值仿真表明了所提出设计方法的有效性.     

模糊奇异摄动系统H∞滤波

针对一类非线性奇异摄动系统,建立基于T-S模糊模型的模糊奇异摄动系统模型,通过Lyapunov方法和Schur补定理,研究其H∞滤波问题.将系统H∞滤波器设计归结为求解一组与摄动参数ε无关的线性矩阵不等式,从而避免由ε引起数值求解的病态问题.所获得的滤波器使闭环系统渐近稳定并能达到给定的H∞性能指标.该方法适用于标准和非标准非线性奇异摄动系统,仿真实例表明了所提出方法的有效性.     

具有随机通讯时延的离散网络化系统的H∞滤波器设计

由于传感器和滤波器是通过有限带宽的网络连接的,因此系统的测量数据经常会出现时延,而且时延是随机的.本文讨论了具有一步随机通讯时延的离散网络化系统的H∞滤波器设计问题.利用线性矩阵不等式方法设计线性滤波器使得滤波误差系统是均方意义下指数稳定并具有给定的H∞性能.滤波器参数通过凸优化技术求解一个线性矩阵不等式得到.数值仿真表明设计方法的有效性.     

具有一步随机通讯时延的网络化切换系统H∞滤波

针对数据包在网络中传输的一步随机时延情形,研究任意切换律作用下的离散切换系统的H∞滤波问题.时延数据包包含系统的测量输出信号和切换信号,其时延由一个满足Bernoulli分布的随机变量来描述.选用切换Lyapunov函数,设计全阶和降阶的切换滤波器使得滤波误差系统在均方意义下指数稳定且具有扰动衰减度γ.滤波器的参数通过...     

具有一步随机时滞和多丢包的网络系统H∞滤波器设计

在网络系统中由于连接传感器和滤波器的网络带宽有限,系统测量数据在传输中会出现随机时延甚至丢失. 本文讨论了具有一步随机时延和丢包的网络系统的H∞滤波器设计问题.基于新近提出的同时描述随机时延和丢包的模型,利用线性矩阵不等式方法设计线性滤波器,使得滤波误差系统均方指数稳定,并具有给定的H∞性能. 滤波器参数通过求解一个线性矩阵不等式得到.仿真研究说明了所提出算法的有效性.     

受复杂多通道通信约束的网络化系统H2/H∞滤波

多通道网络化系统中每个通道存在不尽相同的网络不确定性因素, 使得H₂/H_∞ 滤波更加困难. 对此, 提出一种受多通道通信约束的网络化系统滤波方法. 首先, 基于最大数据包错序思想解决了传感器到滤波器之间的复杂多通道通信约束的问题; 然后, 建立了更加普适的融合多通道通信约束的滤波误差动态系统模型, 证明了在已知最长网络延时和最大连续丢包数情况下, 所设计的滤波器可使系统随机稳定且满足??2/??∞ 性能指标. 仿真结果表明该方法可行且有效.

     

随机时延网络化不确定系统的鲁棒H∞滤波

研究了一类具有随机时延的网络化不确定系统的 H∞ 滤波器设计问题. 这类时延的产生是由于传感器和滤波器通过有限带宽的网络连接而引起的系统测量数据的滞后, 而且它是随机发生的. 本文采用满足 Bernoulli 分布随机变量来描述测量数据的这种随机时延. 利用线性矩阵不等式, 给出了全阶和降阶的滤波器存在的充分条件. 所设计的滤波器使得滤波误差系统是均方指数稳定且具有给定的H∞ 性能. 数值仿真表明设计方法的有效性.     

具有时延和丢包的NCS鲁棒H∞控制

针对一类含有不确定参数的网络控制系统(NCS),研究网络中存在时延与丢包情况下的鲁棒?∞控制问题.构造一个新的Lyapunov-Krasovskii泛函,并基于改进的Wirtinger不等式推导出闭环NCS渐近稳定且满足?∞性能的充分条件,该条件能得到比已有文献保守性更小的结果.给出线性锥补算法以实现次优鲁棒?∞控制器增益的求解.最后通过多个数值实例验证了所提出方法的有效性.     

具有平衡点漂移的非线性系统参数H∞ 控制

针对具有参数不确定性的非线性系统, 研究其参数H_∞ 控制问题. 首先, 当外界扰动输入为零时, 利用非线性代数方程给出非线性系统平衡点存在区域; 然后, 当外界扰动输入不为零时, 设计状态控制器, 通过Lyapunov 函数法, 推导出使闭环系统参数稳定且满足H_∞ 性能指标的充分条件. 仿真结果表明, 所设计的H_∞ 控制器能有效地稳定非线性系统, 并且具有一定的H_∞ 性能指标.

     

H∞ filtering of networked discrete-time systems with random packet losses

This paper studies the H_∞ filtering problem for networked discrete-time systems with random packet losses. The general multiple-input-multiple-output (MIMO) filtering system is considered. The multiple measurements are transmitted to the remote filter via distinct communication channels, and each measurement loss process is described by a two-state Markov chain. Both the mode-independent and the mode-dependent filters are considered, and the resulting filtering error system is modelled as a discrete-time Markovian system with multiple modes. A necessary and sufficient condition is derived for the filtering error system to be mean-square exponentially stable and achieve a prescribed H_∞ noise attenuation performance. The obtained condition implicitly establishes a relation between the packet loss probability and two parameters, namely, the exponential decay rate of the filtering error system and the H_∞ noise attenuation level. A convex optimization problem is formulated to design the desired filters with minimized H_∞ noise attenuation level bound. Finally, an illustrative example is given to show the effectiveness of the proposed results.     

一种可保证瞬态特性的改进的鲁棒模型参考自适应控制

针对典型的鲁棒模型参考自适应控制中瞬态性能无法得到保障的问题, 提出一种改进的鲁棒模型参考自适应控制器. 该控制器在标准的鲁棒自适应控制中加入??_∞ 补偿器, 以抑制闭环自适应系统中参数估计误差和不确定扰动对系统输出跟踪性能造成的不利影响. 理论分析和仿真验证表明, 所提出的控制器不但保留了典型鲁棒模型参考自适应控制的理想特性, 并且通过设计适当的??∞ 补偿器使得闭环系统的瞬态性得到了较大的改善, 其改善的程度依赖于??∞ 补偿器性能指标的大小.

     

不确定多智能体互联动态系统分布式鲁棒H∞协同控制

研究一类具有时延和切换拓扑的不确定多智能体互联系统的分布式协同控制问题,提出一类分布式鲁棒H∞协同控制器.该控制器能够在满足期望的H∞性能指标的前提下,使得所有智能体鲁棒地跟踪虚拟Leader.针对所提出的分布式H∞协同控制器,借助Lyapunov-Krasovskii泛函,利用线性矩阵不等式,推导出一系列充分(必要)条件,并且在通信拓扑连通的前提条件下,给出整个闭环系统的稳定性证明.仿真实例表明了所提出方法的有效性.     

基于不完全转移率的连续Markov 跳变奇异系统的H∞ 控制

研究一类不完全转移率信息的Markov跳变奇异系统的H∞控制问题,提出连续Markov跳变奇异系统的新型有界实引理,并将其推广到不完全转移率条件.进一步设计H∞状态反馈控制器,使得闭环系统在转移率部分未知的条件下随机可容许,且满足H∞性能H.所得结论涵盖了奇异矩阵模态依赖情形,且表示为严格线性矩阵不等式形式,利于工程实现.最后,通过仿真算例表明了所提出方法的有效性和优越性.     

具有多通道数据传输的飞行器网络控制系统故障检测

研究具有多通道数据传输的飞行器网络控制系统故障检测滤波器(FDF)设计问题.考虑每个通道存在各自的网络时延,且丢包符合Markov随机过程.首先,将系统建模为转移概率部分已知的离散Markov跳变线性系统,并设计了基于观测器的故障检测滤波器,将故障检测问题转化为H∞滤波问题;然后,利用LMI工具给出了FDF的可解条件和求解方法;最后,通过某飞行器网络控制系统的数值仿真实验验证了所提出方法的有效性.     

Improved robust H2 and H∞ filtering for uncertain discrete-time systems

This paper is concerned with the robust H₂ and H_∞ filtering problems for linear discrete-time systems with polytopic parameter uncertainty. We aim to derive a less-conservative design than existing linear matrix inequality (LMI) based sufficient conditions. It is shown that a more efficient evaluation of robust H₂ or H_∞ performance can be obtained by a matrix inequality condition which contains additional free parameters as compared to existing characterizations. When applying this new matrix inequality condition to the robust filter design, these parameters provide extra degrees of freedom in optimizing the guaranteed H₂ or H_∞ performance and lead to a less-conservative design.