单边Lipschitz非线性广义系统的观测器设计

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nose88
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年来,一些满足非线性条件的状态估计问题成为非线性系统理论的重要组成部分。传统的Lipschitz非线性条件通常用于现有的大多数非线性状态观测器设计中。然而,这样做的结果是在大多数问题中我们必须保证Lipschitz常数足够的小。对于许多问题,单边Lipschitz常数明显小于传统的Lipschitz常数。这使得单边Lipschitz常数更适合于估计非线性部分对系统的影响。为此,越来越多的学者开始从事于单边Lipschitz条件的研究。但是,迄今为止,对于含有单边Lipschitz条件的非线性系统观测器设计则主要集中于正常系统中,在广义系统中的研究还不是很多。因此,本文主要研究单边Lipschitz非线性广义系统的观测器设计问题。本文拟针对单边Lipschitz非线性广义系统模型,借助单边Lipschitz非线性的概念、二次内部有界的概念和自由权矩阵的方法等,通过构造动态误差方程,建立适当的李雅普诺夫函数,利用李雅普诺夫稳定性理论对所提出的几类观测器进行讨论。主要研究工作如下:1.针对带有单边Lipschitz非线性条件的离散时间广义系统模型,提出了关于该系统模型的全阶观测器和降阶观测器形式。通过选定李雅普诺夫函数,使用Schur补引理、单边Lipschitz非线性条件和二次内部有界的概念等构造出全阶观测器和降维状态观测器存在所要满足的线性矩阵不等式条件。最后给出仿真算例说明结果的有效性。2.对于带有单边Lipschitz非线性条件的连续时间广义系统模型,基于线性矩阵不等式获得了函数观测器增益矩阵存在的充分条件,然后通过构造自由权矩阵,设计了该系统的比例导数型观测器,获得了使函数观测器渐近稳定的充分条件并给出增益矩阵的设计方法。最后又提出了基于观测器的控制器设计并通过仿真算例验证上述理论。3.针对带有执行器故障的连续时间广义系统模型,通过利用李雅普诺夫稳定性理论和自由权矩阵的方法,给出连续时间广义系统的比例导数型学习观测器设计。基于线性矩阵不等式获得了该模型的学习观测器存在的充分条件和增益矩阵的设计方法。然后,将所得到的结果推广到带有单边Lipschitz条件的非线性广义系统中,得到使误差系统收敛的充分条件。最后通过仿真算例验证上述理论。
其他文献
近年来,染料和重金属的过度使用和大量排放不仅造成了环境污染,还危害了人类的健康,引起了人们极大的关注。从废水中如何有效地去除染料和重金属是人们亟待解决的问题。吸附技术是目前最有效的废水处理方法,设计合成高效、高吸附容量的吸附剂应用于水环境的修复具有重要意义。水凝胶是一种主链或支链含有大量亲水基团的三维网状交联结构,吸水能力强和尺寸可控使其成为一种潜在的新型吸附材料。但由于大多数高分子水凝胶的力学性
近年来,由于现代高科技的发展要求,加工及控制技术的提高以及实际工程的需要,微型化、集成化和智能化已成为现代工业的发展趋势。随着微型化技术的快速发展,真空技术越来越多地涉及到微通道中的气体流动问题。在微机电系统和生物芯片微纳流动控制中、在氦质谱检漏和质谱成分分析的高压动态取样技术中、在电力电容器和动力电池脱气过程的压紧薄膜间的气体扩散过程研究中,微通道气体流动过程的研究显得日益重要和突出。本文借助O
随着居民生活水平的逐渐提高,建筑能耗占总能耗比例也越来越高,随之而来面临的问题是如何减少建筑能耗,减少碳排放量。地源热泵是一种利用可再生土壤能源进行供冷供热的节能技术,能有效解决上述问题。目前有关地源热泵系统的研究大多只是有关单一影响因素的研究,几乎没有同时考虑土壤热湿迁移、冻结和地下水渗流多影响因素的研究,但是在现实工况中,这些影响因素都是实际存在的。在非饱和区域会有土壤热湿迁移现象发生,饱和区
钢铁工业生产规模庞大且颗粒物排放源数量众多,是一类不容忽视的污染源。明确钢铁企业排放源颗粒物特征对颗粒物源解析和除尘技术改进至关重要。然而,目前有关钢铁企业颗粒物特征的研究多是针对有组织排放源开展的,鲜见关于钢铁企业无组织排放源颗粒物特征的研究报道。为了探明钢铁生产全流程的无组织排放源颗粒物特征,本研究以中国年产能为2000×104t的某钢铁企业无组织排放源为研究对象,通过现场采样和实验室检测,对
我国不锈钢行业生产过程中产生了大量含铬废渣,造成了严重的污染问题,引起了社会各界的高度重视。在《巴黎协定》与钢铁工业清洁化转型的双重压力下,低成本、大规模、资源化处理冶金废弃物新工艺的研究开发显得尤为重要。通过对不锈钢渣成分分析和无害化处理工艺研究发现,采用熔融改质工艺可实现铬在稳定相中的高效富集,且渣中含有的大量钙镁易浸取相在二氧化碳矿化封存方面具有极大的应用潜力。此外,酸洗废液酸性较强、处理困
在现代工业生产中,机器的运行状况关乎生产安全与生产进度,尤其是一些重要的设备。如果重要的设备突然失效会对整个企业甚至整个地区产生巨大的经济损失。因此,故障预测与健康管理技术在近些年发展迅速。剩余使用寿命预测作为故障预测与健康管理技术的一部分,在实际生产中的应用也逐渐从理论走向了实践。对关键设备部件的寿命进行预测将大大提高整个工业界的安全性,具有巨大的经济价值。在物联网时代,工程师可以很容易收集大量
碳基复合材料(X/C)是具有特殊性能的新型工程材料。近年来,废水污染已经成为了全球重点关注的难题之一,而碳基复合材料具有良好的吸附效果,可以通过进一步的复合改性处理废水中的各类污染。实验通过溶胶-凝胶法合成活性炭(AC)包覆的负载型TiO2/AC粒子。通过扫描电镜(SEM)、粉末X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)表征碳基复合材料的结构和形貌。研究TiO2/AC在金属离子(Cu2+和Cd
转子系统是航空发动机的重要组成部分,随着航空航天、国防等技术的进步,航空发动机日益朝着大推重比、大长径比、高转速、高可靠性等方向发展,然而其转子系统的振动问题一直制约着航空发动机的研发进度。大量研究表明,转子不平衡是引起转子系统振动的主要原因,为减小转子系统的整体振动,一方面可以根据航空发动机转子系统的实际结构,通过对支承结构的优化设计调节临界转速和阻尼,另一方面可以通过动平衡方法减小转子系统的不
随着现代科学技术的进步,汽车的出现极大地改变了人们的生活方式。方便了我们生活的同时,也给我们的身体带来了不利的影响,尤其是因为路面不平所导致的整车振动。因此,车辆行驶的平顺性和乘坐的舒适性越来越受到广泛的关注。长时间暴露于车辆的振动环境中会影响驾驶员的驾驶能力,导致健康问题,甚至引发事故,特别是对于专门从事运输行业的人来说。所以提供较好的乘坐质量已逐渐成为汽车企业在激烈的市场竞争中重要生存能力。本
广义系统一直是国内外研究的热点问题,随着对线性广义系统研究的日趋成熟,研究学者开始向更复杂的非线性广义系统的研究领域挑战。T-S模糊广义系统模型是利用广义线性系统理论、模糊理论来研究非线性广义系统的控制问题,用多个局部线性广义系统模型近似逼近或表示一个全局非线性广义系统模型,成为研究非线性广义系统的有效方法。此外,时滞和不确定性往往存在于实际的系统中,时滞和不确定性的存在通常会使得系统的性能不佳或