一、利用线性矩阵不等式设计滤波器的方法（论文文献综述）
王越男[1]（2021）在《基于网络的切换时滞系统鲁棒故障检测方法及应用研究》文中指出近年来,随着经济的迅猛发展和科技水平的显着提高,导致工业控制系统规模逐渐变大,复杂程度日益提高,系统一旦发生故障,将造成巨大的经济和物质损失,为避免发生故障而引起整个生产过程瘫痪,将对系统的可靠性和安全性提出更高的要求。此外,当切换系统发生大扰动或故障时,由于系统中连续和离散动态之间的相互作用,使得切换系统的动态特性变得更为复杂,需要采用更为有效的故障检测与诊断（Fault Detection and Diagnosis,FDD）技术,来避免因故障而导致的切换系统失稳及瘫痪。同时随着人工智能技术的不断成熟,工业机器人全球化不断加剧,对工业机器人的研究取得了飞速发展,其研究方向已经渗透到各个领域。机械臂作为工业机器人的重要形式之一,被广泛应用于汽车制造、模具加工和电工电子等工业领域。如果机械臂出现元器件损坏或传感器、执行器出现故障不能及时处理,就会造成机械臂失灵,导致系统性能下降,这就对机械臂的稳定性和安全性提出了更高的要求。同时,机械臂系统在运行过程中易受到外界的干扰,在系统建模过程中也往往存在不确定性,同时机械臂具有非线性和强耦合等特点,因此建立更为精确的机械臂系统模型,设计性能优良的故障检测策略是摆在科研工作者面前的一项富有挑战性任务。本文基于Lyapunov-Krasovskii Functional（LKF）稳定性理论和线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequality,LMI）技术,针对基于网络的切换时滞系统鲁棒∞性能、控制器和故障检测滤波器协同设计方法以及基于中间估计器的故障检测方法等方面进行了深入探讨,形成了一套全新的基于网络切换时滞系统故障检测方法,并将部分研究成果应用至实际机械臂系统上进行实验验证。在切换时滞的处理过程中,采用了Jensen不等式方法、Wirtinger积分不等式方法、改进的倒数凸组合方法和基于多元辅助函数的单重求和不等式方法,大大降低了所得结果的保守性。论文完成的主要工作概括如下:（1）介绍了课题研究背景及意义,综合阐述了故障检测与诊断技术研究的发展概况、方法分类和研究现状;切换时滞系统基本概念和研究背景;切换时滞系统故障检测研究现状以及切换机械臂系统故障检测研究概述等。（2）利用Lagrange方法对切换机械臂系统进行动力学建模,同时采用一种基于关节力矩反馈的建模方法得到了一种更具普适性的机械臂子系统动力学模型,并详细分析其性质。接着介绍了后续研究工作用到的一些基础知识和重要引理,为后续研究内容提供理论基础。（3）针对异步切换机制下的离散非线性切换时滞系统,提出了一种故障检测和控制器闭环协同设计方法。首先基于模式依赖平均驻留时间（Mode-dependent Average Dwell Time,MDADT）策略和分段LKF方法,设计基于观测器的故障检测滤波器（Fault Detection Filter,FDF）生成残差信号,将离散非线性切换时滞系统的故障检测问题转换为∞模型匹配问题。所提出的闭环故障诊断策略不仅可以保证残差和故障间的估计值尽可能小,同时满足离散非线性切换时滞系统指数稳定条件。采用基于多元辅助函数的单重求和离散不等式方法,获得保证系统稳定的松弛条件。同时,为进一步提高网络资源利用率,降低通信损耗,将事件触发控制（Event-triggered Control,ETC）引入到带有随机丢包的离散非线性切换时滞系统,研究了FDF和控制器协同设计问题。设计事件触发机制,假设数据包丢失满足伯努利随机分布序列,建立事件触发机制下FDF及与原切换系统不匹配的异步切换模型。基于MDADT方法和LKF稳定性理论,给出非线性切换时滞系统指数稳定的充分条件,并利用锥补线性化算法将FDF参数求解问题转换为凸优化问题,降低了稳定性结果的保守性。最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。（4）针对二自由度机械臂系统,采用动力学方法将其建模成切换时滞系统,在同步切换机制下,研究了带有执行器故障的切换机械臂系统故障检测与控制器协同设计问题。基于LKF稳定性理论和平均驻留时间切换方法（Average Dwell Time,ADT）,给出二自由度机械臂系统指数稳定的充分条件,并利用锥补线性化算法将FDF增益求解问题转换为凸优化问题,仿真实验结果验证了所提方法的有效性。（5）针对异步切换机制下连续非线性切换时滞系统,提出了一种控制器和FDF协同设计的闭环故障检测策略。基于MDADT策略,所采用的MDADT切换方法在系统每个切换模式下都有各自的驻留时间,使得驻留时间与系统的模式密切相关,更加符合实际系统。为提高设计的自由度,提出了控制器和FDF协同设计的闭环故障检测策略。利用分段LKF和MDADT方法,构建FDF生成残差信号,将连续非线性切换时滞系统的故障检测转换为∞模型匹配问题。同时,利用Wirtinger积分不等式和改进的倒数凸组合技术实现对LKF导函数的精确估计,从而获得松弛的稳定性结果,并设计了可行的FDF和控制器增益参数。最后,对本研究所建立的一个二自由度机械臂的实验平台进行介绍,通过数值仿真和二自由度机械臂实验平台分别验证了所提方法的有效性。（6）针对带有时变时滞和数据包丢失的非线性切换网络控制系统,提出了一种新颖的中间估计器设计方法,解决了基于中间估计器方法的故障估计问题。假设数据包丢失满足伯努利随机分布序列,基于ADT方法和LKF稳定性理论,给出了非线性切换时滞系统指数稳定的充分条件,并利用同余变换方法消除了设计过程的约束条件,降低了稳定性结果的保守性。最后,通过数值仿真和所建立的二自由度机械臂实验平台结果验证了所提方法的有效性。（7）全面总结了本文的研究工作,并指出基于网络的切换时滞系统故障检测问题研究中的现存问题及未来发展方向。
朱凤增[2]（2021）在《基于切换拓扑传感器网络的分布式滤波方法研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着传感技术及通信技术的迅速发展,具有传感、计算和无线通信能力的小型传感器节点组成的传感器网络在许多领域都得到了广泛应用。许多实际工程应用需要实时监测未知的动态系统状态,因此研究基于传感器网络的分布式估计方法具有重要的意义。然而,由于传感器网络通常布设在条件恶劣或危险的环境中,不可避免的存在动态通信拓扑、饱和非线性、数据丢失、信号量化、欺骗攻击等现象。同时,传感器网络有限能源和带宽约束,也束缚了传感器网络在实际工程中的应用。因此,本文基于传感器网络的特点深入探索了多种分布式鲁棒滤波器的设计方法。基于Markov过程理论,建立了通信拓扑随机切换的数学模型;基于Lyapunov稳定性理论,分析并得到了增广滤波误差系统具有均方指数稳定和鲁棒H∞或l2-l∞性能的充分条件;基于线性矩阵不等式方法,给出了分布式滤波器求解的约束条件;通过数值仿真分析,验证了所设计分布式滤波器的有效性和工程应用潜力。本文的具体研究工作分为以下几个方面:（1）研究了传感器网络诱导的随机测量数据丢失和饱和非线性下分布式鲁棒状态估计器设计问题。利用已知概率分布的二进制序列描述了随机发生的传感器测量数据丢失或者饱和非线性,采用齐次Markov链描述了滤波器网络通信拓扑结构的随机切换。通过构造Lyapunov函数,分析了滤波误差系统均方指数稳定性。然后,通过线性矩阵不等式技术给出了分布式鲁棒滤波器的设计方法。最后,基于一个数值仿真例子和一个连续搅拌釜反应器系统,对分布式鲁棒滤波器有效性进行验证。（2）研究了传感器网络遭受恶意网络攻击下分布式全阶与降阶状态估计器设计问题。利用Bernoulli二进制切换序列描述了传感器网络中随机发生的恶意网络攻击,并将通信拓扑随机切换表示为齐次Markov链随机序列。保证了传感器网络在随机发生欺骗攻击、外部干扰和通信拓扑切换时,增广滤波误差系统是指数均方稳定的,且具有给定的l2-l∞性能指标。此外,通过选择合适的估计器阶数控制参数,可以分别得到分布式全阶和降阶状态估计器。（3）研究了传感器网络带宽受限下分布式状态估计问题。由于传感器网络通信带宽有限,当大量节点同时发送数据时,可能会造成数据冲突。因此,通过引入轮询协议减轻了传感器网络通信负担,在该协议下每个传感器节点的测量分量将依次且周期性访问网络。考虑描述滤波网络拓扑切换规律的概率矩阵是时变的,因此采用非齐次Markov链描述随机拓扑切换行为。证明了估计误差以指数衰减的形式收敛,确保了滤波误差系统在均方意义下最终有界。（4）研究了传感器网络有限能源约束下基于自适应事件触发机制的分布式滤波问题。滤波网络通信拓扑是时变的,其切换规律遵循齐次Markov随机过程,且拓扑切换的转移概率矩阵存在部分未知的概率元素。为传感器网络引入了自适应事件触发机制,不仅降低了传感器节点发送数据的工作频率,也节省了传感器网络有限能源以及通信资源。通过选择拓扑模态依赖的Lyapunov函数,推导出保证分布式H∞一致性状态估计的充分条件。然后,通过引入松弛变量和自由连接加权矩阵,进一步分析得到了期望的分布式H∞状态估计器。最后,利用所设计的分布式状态估计器分别追踪一类稳定和不稳定系统的状态轨迹验证了理论结果的有效性。（5）研究了semi-Markov随机切换拓扑下离散非线性系统分布式滤波问题。与上面研究内容不同的是,子拓扑之间随机切换过程可以满足任意概率分布规律,因此建立了更具一般性的semi-Markov型随机通信拓扑切换的数学模型。通过引入信号量化、自适应事件触发机制,提高了通信资源利用率。基于semi-Markov内核方法和Lyapunov稳定性理论,分析了增广滤波误差系统的s-误差均方稳定性和H∞鲁棒性。最后,通过质量-弹簧-阻尼系统验证了滞留时间依赖的分布式滤波器的有效性。
刘鑫宇[3]（2021）在《基于事件触发机制的蔡氏电路系统故障检测研究》文中认为近年来,随着科技的发展,实际工业生产中的控制系统逐渐趋于复杂化、大型化,一个完整的工业系统往往有许多子系统组成,这些子系统相互联系配合,任何一个子系统或部件发生故障都有可能导致整个系统发生事故,甚至会给人们的财产和人身安全造成巨大的伤害,所以对于系统故障的及时检测和处理显得尤为重要,吸引了大批国内外研究学者的关注。同时,工业生产的系统中不仅仅由简单的线性系统所组成,也包含着许多复杂的非线性系统,其中混沌系统在现实中应用十分广泛,而蔡氏电路系统作为典型的混沌系统,在电子通信、混沌控制等领域均有着重要应用,研究蔡氏电路系统的故障检测对于工业生产实践十分必要。另一方面,由于网络的引入,实际网络环境中的通信资源是有限的,网络拥塞和带宽受限可能会限制系统中反馈和控制信号的实时传输,导致网络延迟以及导致数据包的丢失和乱序等,这会对系统的性能造成不良影响,采用基于事件触发的通讯机制,可以减少通过通信网络进行传输的数据量,节约有限的网络资源。本文首先对蔡氏电路系统进行建模,利用模糊的技术对非线性的模型进行处理,得到蔡氏电路T-S模糊模型。针对这个模型进行故障检测方案的研究,设计了故障检测滤波器,并引入事件触发器,蔡氏电路模型的测量输出数据通过事件触发器,对每个采样时刻的测量输出数据进行判断,看其是否满足事件触发条件,满足条件的测量输出通过通信网络进行传输到滤波器中,有效的减轻了通信网络的压力,所设计的滤波器的输出也就是残差信号,可以用来构造残差评价函数从而实现故障检测。由蔡氏电路模型、加权故障模型以及所设计的滤波器模型构建出一个故障检测模型,使其满足H∞性能指标,增强故障检测模型对故障的敏感性,利用李雅普诺夫稳定性理论得到故障检测模型渐进稳定以及满足期望检测目标的充分条件,由线性矩阵不等式的方法可以获得滤波器的增益。其次,设计了基于事件触发机制和区间观测器的蔡氏电路系统的故障检测方案,同样设计了事件触发器,离散的蔡氏电路系统输出数据通过事件触发器,满足事件触发条件的输出数据通过通信网络传输到区间观测器中,与区间观测器的输出作差得到残差区间,通过判断零值是否属于残差区间来实现故障检测的目标。通过引入l1性能可以增加残差区间对于扰动的鲁棒性,以及通过引入H∞性能可以使其对故障敏感,将未知矩阵与系统矩阵解耦,借助松弛矩阵变量给出了估计误差变量的非负条件,利用线性矩阵不等式的方法获得区间观测器的参数矩阵。所设计的事件触发的区间观测器在实现故障检测目标的同时,节约了有限的网络资源。最后为验证所设计的故障检测方案的是有效的,设计了相关的仿真实验。
刘义[4]（2021）在《通信网络影响下电动汽车横向系统鲁棒控制研究》文中指出近年来,针对电动汽车横向系统稳定性和操纵性的研究受到了国内外众多学者的广泛关注。电动汽车在高速转弯、变道或者路面附着系数较低时容易发生侧滑甚至翻车,因此如何提高电动汽车横向稳定性和操纵性是亟待解决的问题。而由于电动车、智能车的发展横跨电子、机械、自动化等多个领域,因此对车辆的横向控制是一个十分复杂的问题。另一方面,网络通信技术的发展为提高电动汽车系统地整体性能,其具有共享信息资源、减少系统布线、易于扩展和维护、增加系统的灵活性和可靠性等优点,但同时也引入了其他问题,例如,量化误差、数据丢包等,这会影响电动汽车的稳定性。因此,研究在网络通信影响下电动汽车横向系统的鲁棒控制问题具有现实的意义和价值。本文的主要工作如下:1)研究理想网络通信下电动汽车横向系统的鲁棒控制问题。首先,我们用范数有界不确定参数以及随机不确定参数对轮胎侧偏刚度以及控制器和执行器进行补偿;其次,为了保证车辆质心侧偏角和横摆角速度分别满足H∞和L2-L∞性能,我们构造了一个新的成本函数,使得所给出的性能分析条件更加简单;最后,为了设计所需的非脆弱控制器,我们采用两步法来解决不等式条件中的不确定耦合问题,最终以线性矩阵不等式的形式给出了非脆弱控制器的设计条件。2)研究多路传感器测量误差、信号量化以及数据丢包影响下电动汽车横向系统的H∞滤波问题。首先,我们利用T-S模糊建模技术来解决电动汽车横向系统的总质量和转动惯量所存在的非线性挑战;其次,同时考虑了测量输出和性能输出都存在信号量化和数据丢包问题,从而获得了带有不确定参数的T-S模糊电动汽车横向滤波误差系统;最后,通过运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术给出了滤波器和两个动态量化器的一步设计条件,其能保证电动汽车横向滤波误差系统随机稳定并且满足H∞性能。3)研究信号量化和数据丢包影响下基于观测器状态重构的电动汽车横向系统输出反馈控制问题。为了保证车辆质心侧偏角和横摆角速度分别满足H∞和L2-L∞性能,我们对Lyapunov函数进行构造,最终以线性矩阵不等式的形式给出了量化器、观测器和控制器的一步设计条件,并且利用CarSim和MATLAB/Simulink的联合仿真在不同数据丢包率下对电动汽车进行了单移线仿真实验,验证了算法的有效性。
张雷[5]（2021）在《基于丢包补偿策略的网络化系统H∞滤波和控制》文中研究表明随着互联网的普及和通信技术的发展,极大地改变了控制系统的结构。在过去的十年中,网络控制系统（Networked Control Systems,NCS）因其在汽车自动化、智能建筑、交通网络、互联网触觉协作和无人机等多个领域的成功应用而受到越来越多的密切关注。本文主要针对网络化系统中出现的数据包丢失现象,分别给出了不同的丢包补偿方法,即冗余通道补偿、预报补偿、以及多包补偿,并在此基础上还考虑其他随机现象,基于Lyapunov稳定性分析方法和线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequality,LMI）技术,设计了满足H∞性能的滤波器和控制器。主要研究内容如下:首先,针对一类带有数据包丢失的线性离散时间NCS,应用一种冗余通道的通讯方式来提高数据包的接收率,同时采用预报补偿策略来更好地减轻丢包对系统的不利影响。基于Lyapunov稳定性理论及LMI技术,设计的滤波器使得估计误差系统均方指数稳定并满足H∞性能。其次,研究了一类通讯拓扑随机变化的离散时间传感器网络系统分布式一致性H∞滤波问题。在统一框架下利用一组服从Bernoulli分布的随机序列对传感器网络中发生的丢包、非线性干扰和时变拓扑现象进行建模。根据二维（two-dimensional,2-D）系统理论,提出一种具有一致性更新的非线性两步滤波器结构,同时采用多个观测数据补偿策略来提升系统性能。滤波器参数可以通过LMI方法获得,使得估计误差系统是均方渐进稳定的,并满足给出的平均H∞性能水平。最后,研究了一类由T-S模糊模型描述的非线性离散时间NCS H∞控制问题。由于网络堵塞,数据包在传输的过程中会发生丢失。为了提高通讯质量,采用一种冗余通道的方法来降低丢包产生的消极影响。应用Lyapunov稳定性分析方法,确定了控制器存在的充分条件,使得闭环系统随机稳定并且达到规定的H∞性能指标。
王钰瑶[6]（2021）在《基于事件触发采样的连续时间切换系统的滤波器设计》文中认为切换系统由切换控制信号和切换子系统组成,其自从被提出后,在近几十年引起了自动控制领域的广泛的研究。切换系统作为一类多学科的融合研究问题,在自动控制领域,其动力学行为与各个切换子系统和相应的切换信号密切相关。由于一些不可避免的因素,例如时延,噪声,非线性等,切换系统的稳定性研究较为复杂。为了使切换系统的输出信号更为平滑,尽可能减少噪声和扰动的影响,滤波器是一个对信号过滤的很好的方法。考虑到实际工程中存在资源受限的情况,当切换系统的切换频繁发生时,滤波器难以保证很高的采样频率。因此,两次采样间隔中会出现多次切换,滤波器可能在多次切换中都无法匹配到切换系统的系统状态,这不可避免地导致非常复杂的异步情况。而目前,对事件触发采样机制下的两次采样间多次切换这一问题的切换系统稳定性分析和H∞滤波器设计的成果非常有限。因此无论是从理论研究和实际工程考虑,对这类问题的研究显得十分重要。本文研究了一种基于事件触发采样机制下的切换系统、H∞滤波器等组成的事件触发滤波误差系统,对其进行了复杂异步情况的分析、系统稳定性分析和H∞滤波器设计。本文的工作可以细化为以下几个方面:（1）为了降低干扰输入和测量噪声对切换系统的影响,并且在实际工程中。此类噪声和扰动是难以提前预知的。本文选用了H∞滤波器用于对切换系统的输出信号过滤,并提出了滤波误差系统。在该系统中,通过误差函数刻画了滤波器和切换系统的匹配程度以及对干扰和噪声的过滤能力。基于此系统,分别展开了对了复杂异步情况、事件触发采样机制、H∞滤波器设计、系统稳定性分析等。（2）考虑在资源受限的条件下或系统频繁切换时,滤波器的采样次数远小于系统的切换次数时,相邻的两个采样点间会发生多次切换这一复杂情况,滤波器可能在多个模型依赖的驻留时间都无法匹配到切换系统的系统状态,异步时间将会大于模型依赖驻留时间。多次切换造成的异步时间段可能相互交叠在一起,形成交叠的异步时间段。针对这类复杂的异步情况,本文将所有的同步和异步情况都分别构建事件触发滤波误差系统的数学模型,从而简化复杂异步情况下的分析。（3）相比于传统的时间触发采样机制,本文采用事件触发采样机制。在这种机制下,当系统误差满足一定的条件时,才会触发采样。传统的时间触发采样机制会导致很多不必要的采样,很大程度上浪费了系统的资源。而事件触发采样这种灵活的采样机制能够很好的契合本文的假设,将采样次数大幅减少,只保留必要的采样即可。（4）基于连续时间线性切换系统和滤波器系统,得出了滤波误差系统。针对两次采样间允许多次切换这一假设,为了降低保守性,增加系统的灵活性,结合多Lyapunov能量函数方法和模型依赖驻留时间准则进行分析。首先给出该假设下的数学模型,研究了切换系统的稳定性条件和系统L2增益分析,给出了模型依赖的驻留时间准则,进而研究了H∞滤波器的设计。其中,H∞滤波器的系数和事件触发采样机制的系数由一系列的线性矩阵不等式求解得到,为了使用Matlab中的LMI工具箱,需对线性矩阵不等式中的多项式的待求解变量进行分离,通过引入一个松弛矩阵Q的数学办法实现待求解变量的分离,从而通过线性矩阵不等式的求解方法得出了H∞滤波器系数和事件触发采样机制的系数。（5）结合一个数值仿真的例子证明本文结论的有效性,同时,与现有的文章中的结论做对比,证明本文的创新点和方法的有效性。
梁伦[7]（2021）在《马尔科夫跳变系统的非脆弱滤波与故障检测》文中进行了进一步梳理马尔科夫系统经常被用来解决由于环境干扰,控制器故障以及子系统连接变化等原因引起的系统的参数或结构突然改变的问题。在实际的工程系统中经常会出现随机发生的滤波器增益波动,这是由数据计算中的舍入误差、有效数字位数的长度、测量仪器的准确性以及数字径流等因素引起的。在某些情况下,很小的增益波动都可能会对整个系统的稳定性产生重大影响,而且经常是不可避免的。因此设计的滤波器应考虑增益参数的不确定性,即非脆弱性。同时,由于噪声信号、传输数据丢包和延迟以及通信故障等异常情况,系统的模态会产生跳变,使得正确的系统模态无法及时获取,从而产生系统模态和对应滤波器的模态不一致的情况。基于隐马尔科夫模型的异步滤波器可以有效解决这个问题。本文主要针对离散马尔科夫跳变系统,考虑其非脆弱性和模态匹配的问题,研究如何设计相应的滤波器并满足系统的性能指标。主要内容总结如下:（1）研究了具有时变时滞的离散时间马尔科夫跳变系统的非脆弱l2-l∞异步滤波问题。设计了 一种模态与系统模态异步的非脆弱滤波器。基于Lyapunov-Krasovskii泛函方法获得了充分条件,这确保了相应的滤波误差系统在指定的l2-l∞性能指标下是随机稳定的。通过求解从充分条件获得的线性矩阵不等式,最终得到对应的滤波器增益。（2）研究了具有马尔科夫跳变和数据丢失的模糊离散时间系统的非脆弱H∝滤波。使用Takagi-Sugeno（T-S）模糊模型来表示具有马尔科夫跳变的离散时间的非线性系统。假定从工厂到过滤器的信息传输不完善,并采用伯努利随机二进制分布对现象进行建模。构造了 一个模式相关的全阶H∞非脆弱滤波器,该滤波器具有附加增益变化。基于依赖于模式的Lyapunov函数,以线性矩阵不等式的形式建立了充分条件,使相应的滤波误差系统具有随机稳定性,并保证了给定的H∞性能指标。（3）研究了离散马尔科夫跳变系统的异步非脆弱故障检测问题。考虑到故障检测器可能存在增益波动的问题,设计了非脆弱的故障检测器。同时,为了充分利用系统的可用模态信息,我们使用隐马尔科夫模型来描述系统的异步现象。通过Lyapunov函数和线性矩阵不等式,得到了可以使故障检测系统保持随机稳定和严格耗散的充分条件,给.出了求解故障检测器增益的方法。
汤文涛[8]（2021）在《离散时间系统的集员估计及其在故障诊断中的应用》文中指出状态估计在控制理论研究和实际工程应用中都是最重要的研究课题之一。实际系统往往受到未建模动态、干扰、噪声等不确定性因素的影响,很难得到准确的状态估计。如何处理不确定性因素的影响是状态估计最重要的一个问题。目前,主要有两种处理不确定性因素的方法:一种是基于随机概率理论的方法,另一种是集员方法。基于随机概率理论的方法需要干扰和噪声等的概率分布的先验知识,但可能与实际系统中的情况存在一定偏差。另外,一些本质上非随机的不确定性因素很难用概率统计方法描述,这些都限制了基于随机概率理论方法的应用。与概率方法不同,集员方法只假设不确定性因素是未知但有界的,适用于更广泛的实际情况,而且与传统状态估计方法只能得到状态的点估计不同,集员估计方法可以得到状态的可行集,能够提供更加丰富的信息。因此,集员估计具有非常广泛的应用前景,尤其是在故障诊断中的应用。目前,相比于传统状态估计方法,集员估计方法的研究还不够完善,现有方法还存在很多缺陷;集员估计在故障诊断中应用研究还处于起步阶段,还有很多问题需要解决。本文主要围绕离散时间系统的集员估计及其在故障诊断中应用展开研究,主要工作和研究成果如下:研究了离散时间线性时不变系统的集员估计问题。现有集员估计方法往往设计复杂并且估计结果保守性大。为了克服这些缺点,本文结合传统鲁棒观测器设计方法和可达集分析技术提出了一种新的集员估计方法:基于两步法的集员估计。该方法为集员估计提供了一种直观而高效的设计范式,可以方便地引入成熟的鲁棒观测器设计技术提高集员估计精度。本文还将两步法进一步推广到广义系统的集员估计问题中。研究了线性时变系统的最优集员估计问题。基于两种优化准则,本文分别提出了基于F-范数和基于1-范数的最优集员估计方法,并证明了基于F-范数的最优集员估计方法等价于中心对称多面体集员卡尔曼滤波器。然后,本文进一步研究了时变广义系统的最优集员估计问题,解决了多参数同时优化问题,降低了设计的保守性,从而提高了集员估计的精度。研究了传统集合工具的缺点,然后设计了一种新的集合描述工具:椭球束。它结合了椭球和中心对称多面体这两种集合的特定优点,并且比它们具有更广泛的适用范围。然后,本文基于提出的椭球束工具研究了线性变参数广义系统的集员估计问题,并通过引入L∞鲁棒观测器设计技术提高估计精度。另外,还研究了集员估计的稳定性问题,得到了稳定性的充分条件。最后,研究了集员估计在故障诊断中的应用。由于集员估计能够得到被估计量的可行集,因此非常适合应用于故障诊断的残差分析中。本文通过结合有限频H-/L∞观测器设计技术和残差集员分析技术提出了一种故障检测方法。通过求解多目标优化问题设计了故障检测观测器,使得其残差对干扰和噪声鲁棒的同时对故障敏感,然后基于集员估计得到了无故障时残差的可行集,通过残差和其可行集的比较实现了故障检测。本文还进一步研究了广义系统的执行器故障检测和分离问题。首先,基于未知输入观测器思想和有限频H-/L∞多目标观测器设计技术设计了一组故障检测观测器,使得其既对干扰和噪声鲁棒,同时又对特定故障鲁棒;然后,基于对残差的集员估计进行残差分析,从而实现故障检测与分离。
党泽坤[9]（2021）在《通信受限的网络化系统控制策略研究》文中研究表明由于自动控制、网络技术及微电子技术的迅猛发展,市场上多种多样的智能传感器、智能控制芯片面世,网络化控制系统便成为工业自动化控制领域一个值得深究的热点问题。网络化控制系统具有资源共享、结构简单、可靠性和灵活性更高及可远程操控等优点。但是优点众多的网络化控制系统仍然也会存在一些难以解决的问题,由于所传输的信息都是在网络中进行传输,而网络带宽通常是有限的,这就不可避免地存在介质访问约束、数据丢包和量化等通信约束问题,对系统的性能造成极大的威胁。本文研究了存在多种通信约束的网络化控制系统控制器/滤波器的设计问题,主要内容如下:首先,针对存在介质访问约束和信号量化的网络化控制系统,研究了动态输出反馈控制问题。将信号量化误差处理为扇形有界的不确定性,然后根据系统的随机访问机制将网络化控制系统建模成离散时间的马尔可夫跳变系统,并由李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式技术推导出系统稳定的充分条件,同时设计了动态输出反馈控制器,使得网络化控制系统渐近稳定。最后,通过仿真算例对本章所提控制方法的有效性进行了验证。其次,针对存在介质访问约束和数据包丢失的网络化控制系统,研究了鲁棒预测控制问题。针对上述所存在的多种通信约束,将介质访问约束描述为马尔可夫跳变过程,并用伯努利独立同分布描述丢包现象,从而将系统建模为一个马尔可夫跳变系统,在此基础上,对网络化控制系统的鲁棒预测控制器进行设计,使得网络化控制系统渐近稳定。最后,通过给出的一个仿真算例来验证本章所提控制方法的有效性。再次,针对存在介质访问约束、数据包丢失和量化的网络化控制系统,研究了网络化控制系统的耗散滤波问题。通过将系统建模为切换T-S模糊模型可表示的离散时间系统,借助基于模糊基的李雅普诺夫稳定性理论,并在给出的充分条件下保证了系统的耗散性能,同时设计了相应的滤波器。最后,通过给出的一个仿真算例来验证本章所提方法的有效性。最后,对全文一些主要的研究工作做出了总结,给出了本文的一些研究成果,并对未来的研究工作进行了梳理与展望。
余涛[10]（2021）在《网络化互联大系统的分布式控制和滤波》文中提出现实生活中很多工程应用实例都可以建模为网络化互联大系统。近年来针对网络化互联大系统控制理论的研究吸引了国内外众多学者的关注,取得了丰富的理论成果并被应用于能源电力系统、机器人编队系统等多个领域。在网络化的互联大系统中,所有子系统的信息通过网络进行传输。由于同一网络中子系统个数众多,为了避免信息传输过程中的数据包“碰撞”现象,有必要引入不同的网络传输协议来调度不同子系统对网络的使用。另一方面,当网络化互联大系统包含多个子系统时,增广的系统矩阵维数较高,直接采用传统的控制器和滤波器设计方案可能会带来复杂的矩阵求逆运算。计算高维逆矩阵的复杂度非常高甚至会出现数值不稳定问题。为了避免矩阵求逆运算,有必要针对互联大系统提出计算复杂度较低的新型分布式控制器/滤波器设计算法。本文的研究内容主要有:·首先,研究同步时间模式流言传输协议下网络化互联系统的稳定性分析和分布式L2控制器设计。根据同步时间模式流言传输协议的机制,每个子控制器在每个采样点只将自己的状态信息传输给一个随机挑选（等概率挑选）的邻居。分别建立充分性条件确保互联大系统的均方指数稳定和有限时间稳定。通过求解一组弱耦合的线性矩阵不等式得到分布式控制器增益保证闭环系统的稳定和L2增益性能。·其次,研究异步时间模式流言传输协议下网络化互联系统基于一致性的分布式状态估计和控制问题。在这种网络传输协议下的每个采样点,等概率随机挑选一个网络节点占用网络,该节点再等概率随机挑选一个邻居节点进行信息交流。提出一种基于一致性的新型分布式状态观测方程,每个局部观测器通过局部测量值以及与邻居的交流实现对系统状态的估计值趋于一致。每个子控制器根据局部状态估计值设计控制量。建立闭环系统均方指数稳定的充分性条件。结合二元搜索算法和锥补线性化算法,提出一种数值迭代算法同时求解分布式观测器和控制器,并且最小化L2增益的值。·接着,研究轮询调度协议下网络化互联大系统的分布式L2增益控制问题。根据轮询调度协议机制,每个子控制器在每个采样点只选择接受一个邻居控制器的信息,并且每个子控制器对邻居控制器的选择是周期性的。将整个闭环系统建模为时延系统。基于时延系统的稳定性分析方法,建立闭环系统指数稳定的充分性条件。进一步,将该条件转换为易于求解的线性矩阵不等式的形式,线性矩阵不等式的解即为分布式控制器增益的值。·然后,提出一种基于构造空间的方法的分布式L2增益控制方案。根据“完全块S过程引理”,构造两个等价的空间,建立互联大系统稳定性判断的新型充分必要条件。该条件避免针对互联系统直接引用传统的李雅普诺夫稳定性判据带来的矩阵求逆运算,具有较低的计算复杂度。根据“消去引理”,建立基于线性矩阵不等式形式的分布式控制器设计条件,通过线性矩阵不等式的解可以构造得到分布式控制器,以保证闭环系统稳定性和给定的L2增益性能。·最后,提出一种基于Finsler引理的互联系统分散H∞滤波器设计方法。根据Finsler引理中的两个等价的不等式,将传统的滤波器设计条件转换为一种新型的滤波器设计条件。新型条件避免了针对互联系统直接采用传统的滤波器设计方法带来的矩阵求逆运算,具有较低的复杂度。分散滤波器的设计是基于线性矩阵不等式的形式。求解带有线性矩阵不等式约束的优化问题可以得到分散滤波器参数,并且最小化滤波误差系统的H∞性能指标。仿真示例表明与已有方法相比,新提出的方法具有更低的保守性,可以实现更好的H∞性能。
二、利用线性矩阵不等式设计滤波器的方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、利用线性矩阵不等式设计滤波器的方法（论文提纲范文）
（1）基于网络的切换时滞系统鲁棒故障检测方法及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 缩写说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 故障检测与诊断技术研究综述 |
| 1.2.1 故障检测与诊断技术发展概述 |
| 1.2.2 故障检测与诊断方法分类及其研究现状 |
| 1.3 切换时滞系统研究综述 |
| 1.3.1 切换系统研究概述 |
| 1.3.2 时滞系统(网络控制系统)研究概述 |
| 1.3.3 切换时滞系统故障检测研究概述 |
| 1.4 切换机械臂系统故障检测研究概述 |
| 1.5 本文主要内容与章节安排 |
| 第2章 切换机械臂系统动力学模型及基础知识 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于Lagrange方法的切换机械臂系统动力学建模 |
| 2.3 关节力矩反馈的机械臂动力学模型 |
| 2.3.1 基于关节力矩传感器的机械臂子系统动力学建模 |
| 2.3.2 机械臂关节子系统动力学模型分析 |
| 2.4 基础知识 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 离散非线性切换时滞系统故障检测与控制器协同设计方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 异步切换下离散非线性切换时滞系统的故障检测和控制器协同设计 |
| 3.2.1 系统动态过程描述 |
| 3.2.2 残差方程建立 |
| 3.2.3 异步切换下故障检测滤波器与控制器协同设计 |
| 3.2.4 仿真实验研究 |
| 3.3 事件触发下离散非线性切换时滞系统故障检测和控制器协同设计 |
| 3.3.1 系统动态过程描述 |
| 3.3.2 残差方程建立 |
| 3.3.3 事件触发下故障检测滤波器与控制器协同设计 |
| 3.3.4 仿真实验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于平均驻留时间的切换机械臂系统故障检测与控制器协同设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.2.1 带有执行器故障的网络化切换机械臂建模 |
| 4.2.2 残差方程建立 |
| 4.3 切换机械臂系统故障检测滤波器与控制器协同设计 |
| 4.4 仿真实验研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 连续非线性切换时滞系统故障检测与控制器协同设计及应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.2.1 系统动态过程描述 |
| 5.2.2 残差方程建立 |
| 5.3 模式依赖下故障检测滤波器与控制器协同设计 |
| 5.3.1 H_∞性能分析 |
| 5.3.2 控制器和滤波器增益协同设计 |
| 5.4 仿真实验研究 |
| 5.5 机械臂系统实验研究 |
| 5.5.1 机械臂系统实验平台简介 |
| 5.5.2 机械臂系统故障检测实验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于中间估计器的连续非线性切换时滞系统故障估计及应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 问题描述 |
| 6.2.1 系统动态过程描述 |
| 6.2.2 误差系统建立 |
| 6.3 基于中间估计器的故障估计滤波器设计 |
| 6.3.1 指数稳定性分析 |
| 6.3.2 基于中间估计器的故障滤波器增益设计 |
| 6.4 仿真实验研究 |
| 6.5 机械臂系统故障估计实验研究 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间研究成果及奖励 |
（2）基于切换拓扑传感器网络的分布式滤波方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 传感器网络概述 |
| 1.2.1 传感器网络的特性及局限 |
| 1.2.2 传感器网络应用 |
| 1.3 国内外研究进展与现状 |
| 1.3.1 分布式Kalman滤波 |
| 1.3.2 分布式鲁棒滤波 |
| 1.3.3 随机切换拓扑下分布式滤波 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 传感器网络随机测量数据丢失及饱和测量下分布式滤波 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 随机测量丢包和切换拓扑下分布式l_2-l_∞滤波器设计 |
| 2.2.1 问题描述 |
| 2.2.2 分布式滤波性能分析 |
| 2.2.3 分布式l_2-l_∞滤波器设计 |
| 2.3 随机饱和测量和切换拓扑下分布式H_∞滤波器设计 |
| 2.3.1 问题描述 |
| 2.3.2 分布式滤波性能分析 |
| 2.3.3 分布式H_∞滤波器设计 |
| 2.4 仿真实验与分析 |
| 2.4.1 分布式滤波器数值仿真 |
| 2.4.2 连续搅拌釜反应器系统仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 恶意网络攻击下具有切换拓扑的分布式全阶与降阶滤波器设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 分布式滤波性能分析 |
| 3.4 分布式全阶与降阶滤波器设计 |
| 3.5 仿真实验与分析 |
| 3.5.1 分布式全阶滤波器数值仿真 |
| 3.5.2 分布式降阶滤波器数值仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 切换拓扑下基于轮询通信协议的离散系统分布式状态估计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 滤波误差系统指数有界性分析 |
| 4.4 分布式滤波器设计 |
| 4.5 仿真实验与分析 |
| 4.5.1 数值仿真 |
| 4.5.2 机动目标跟踪系统仿真 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 切换拓扑下自适应事件触发的时变时滞系统分布式滤波 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 拓扑切换概率信息完整情形下滤波性能分析 |
| 5.4 拓扑切换概率信息部分未知情形下滤波性能分析 |
| 5.5 分布式H_∞一致性滤波器设计 |
| 5.6 仿真实验与分析 |
| 5.6.1 稳定系统分布式状态估计数值仿真 |
| 5.6.2 不稳定系统分布式状态估计数值仿真 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 半马尔科夫型切换拓扑下非线性系统分布式滤波 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 问题描述 |
| 6.3 σ-误差均方稳定性分析 |
| 6.4 分布式鲁棒H_∞性能分析 |
| 6.5 滞留时间依赖的分布式滤波器设计 |
| 6.6 仿真实验与分析 |
| 6.6.1 数值仿真 |
| 6.6.2 质量弹簧阻尼器系统仿真 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读博士学位期间发表的论文 |
（3）基于事件触发机制的蔡氏电路系统故障检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 故障检测概述 |
| 1.2.2 网络化控制系统和事件触发机制研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 理论基础和模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于T-S模糊模型的蔡氏电路系统模型 |
| 2.2.1 蔡氏电路模型 |
| 2.2.2 蔡氏电路T-S模糊模型 |
| 2.3 线性矩阵不等式技术 |
| 2.4 相关引理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于事件触发机制的蔡氏电路系统的故障检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 故障检测滤波器的设计 |
| 3.3.1 故障检测滤波器参数的求解 |
| 3.3.2 残差评价函数和阈值设计 |
| 3.4 仿真算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于事件触发机制及区间观测器的蔡氏电路系统的故障检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 区间观测器的设计 |
| 4.3.1 区间观测器参数的求解 |
| 4.3.2 故障检测决策方案 |
| 4.4 仿真算例 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（4）通信网络影响下电动汽车横向系统鲁棒控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电动汽车横向控制系统研究现状 |
| 1.2.2 网络化控制系统研究现状 |
| 1.3 现有研究结果的不足 |
| 1.4 本文主要研究内容及思路 |
| 第2章 电动汽车横向系统建模及预备知识 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 二自由度电动汽车横向动力学模型 |
| 2.3 预备知识 |
| 2.3.1 LMI引理 |
| 2.3.2 符号说明 |
| 2.4 常用的仿真工具 |
| 2.5 本章小节 |
| 第3章 理想通信网络环境下电动汽车横向系统状态反馈鲁棒控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 电动汽车横向系统H_∞和L_2-L_∞鲁棒控制 |
| 3.3.1 H_∞和L_2-L_∞控制性能分析 |
| 3.3.2 非脆弱控制器设计 |
| 3.4 仿真与分析 |
| 3.4.1 J-turn仿真工况 |
| 3.4.2 单移线仿真工况 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 通信网络影响下电动汽车横向系统鲁棒H_∞滤波 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 量化与丢包影响下电动汽车横向系统H_∞滤波 |
| 4.3.1 H_∞滤波性能分析 |
| 4.3.2 H_∞滤波器设计 |
| 4.4 仿真与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 通信网络影响下电动汽车横向系统状态估计与输出反馈鲁棒控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 量化与丢包影响下电动汽车横向系统H_∞和L_2-L_∞鲁棒控制 |
| 5.3.1 H_∞和L_2-L_∞控制性能分析 |
| 5.3.2 观测器与控制器设计 |
| 5.4 仿真与分析 |
| 5.5 本章小节 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表论文 |
（5）基于丢包补偿策略的网络化系统H∞滤波和控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 网络化系统的概况 |
| 1.2.1 网络化系统中的随机现象 |
| 1.2.2 网络化系统的研究现状 |
| 1.3 线性矩阵不等式基础 |
| 1.3.1 线性矩阵不等式的一般表示 |
| 1.3.2 线性矩阵不等式工具箱 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 基于冗余通道和预报补偿的网络控制系统H_∞滤波 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题的描述 |
| 2.3 滤波性能分析 |
| 2.4 滤波器设计 |
| 2.5 仿真算例 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于多包补偿的时变拓扑传感器网络系统分布式H_∞滤波 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题的描述 |
| 3.2.1 系统模型 |
| 3.2.2 网络诱导现象 |
| 3.2.3 非线性两步滤波器结构 |
| 3.2.4 基于二维系统的滤波器结构 |
| 3.3 滤波性能分析 |
| 3.4 分布式一致性H_∞滤波器设计 |
| 3.5 仿真算例 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于冗余通道补偿的非线性网络控制系统模糊H_∞控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题的描述 |
| 4.2.1 系统描述 |
| 4.2.2 基于网络的模糊H_∞控制器结构 |
| 4.2.3 闭环系统 |
| 4.3 稳定性分析 |
| 4.4 控制器设计 |
| 4.5 仿真算例 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的学术成果 |
（6）基于事件触发采样的连续时间切换系统的滤波器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 切换系统研究现状 |
| 1.2.1 切换系统稳定性研究现状 |
| 1.3 事件触发切换系统的研究概述 |
| 1.3.1 事件触发采样机制 |
| 1.3.2 事件触发切换系统 |
| 1.4 异步切换系统 |
| 1.5 H_∞滤波器研究现状 |
| 1.5.1 H_∞滤波器 |
| 1.5.2 事件触发滤波系统 |
| 1.6 本论文的研究内容和主要工作 |
| 1.7 本论文的主要贡献和创新 |
| 1.8 本论文的结构安排 |
| 第二章 系统模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 连续时间线性切换系统 |
| 2.3 事件触发采样机制 |
| 2.4 异步情况分析 |
| 2.4.1 无交叠的异步时间间隔 |
| 2.4.2 部分交叠的异步时间间隔 |
| 2.4.3 完全交叠的异步时间间隔 |
| 2.4.4 本文研究的异步情况 |
| 2.5 基于事件触发采样机制下的H_∞滤波器 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 切换系统稳定性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Lyapunov能量函数 |
| 3.3 事件触发切换系统的稳定性分析 |
| 3.3.1 事件触发切换系统的数学模型 |
| 3.3.2 事件触发切换系统稳定性结论和证明 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 H_∞滤波器性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 H_∞滤波器性能分析和证明 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 H_∞滤波器设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 H_∞滤波器设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 数值仿真 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 仿真示例一 |
| 6.3 仿真示例二 |
| 6.4 本章小结 |
| 6.4.1 本文的仿真结果分析 |
| 6.4.2 与现有的成果对比情况 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（7）马尔科夫跳变系统的非脆弱滤波与故障检测（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写、符号清单、术语表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 马尔科夫跳变系统概述 |
| 1.3 非脆弱滤波器概述 |
| 1.4 模态信息不匹配的滤波器概述 |
| 1.4.1 模态独立滤波器 |
| 1.4.2 同步滤波器 |
| 1.4.3 异步滤波器 |
| 1.5 预备知识 |
| 1.6 本文的主要内容 |
| 2 具有随机发生的滤波器参数波动的马尔科夫跳变系统的非脆弱l_2-l∞异步滤波 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数学模型和问题描述 |
| 2.3 主要成果 |
| 2.3.1 随机稳定性分析 |
| 2.3.2 l_2-l_∞性能分析 |
| 2.3.3 滤波器设计 |
| 2.4 数值例子 |
| 2.5 小结 |
| 3 具有数据丢失的模糊离散马尔科夫跳变系统的非脆弱H_∞滤波 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数学模型和问题描述 |
| 3.3 主要成果 |
| 3.3.1 随机稳定性和性能分析 |
| 3.3.2 滤波器设计 |
| 3.4 数值例子 |
| 3.5 总结 |
| 4 离散马尔科夫跳变系统的异步非脆弱故障检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数学模型和问题描述 |
| 4.3 主要成果 |
| 4.3.1 随机稳定性和严格耗散性能 |
| 4.3.2 故障检测器设计 |
| 4.3.3 数值例子 |
| 4.4 小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 论文主要工作总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 研究成果 |
（8）离散时间系统的集员估计及其在故障诊断中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景、研究目的及意义 |
| 1.2 集员估计的研究现状及分析 |
| 1.2.1 区间观测器 |
| 1.2.2 基于几何的集员估计方法 |
| 1.2.3 集员估计研究现状分析 |
| 1.3 故障诊断及集员估计在其中的应用 |
| 1.3.1 故障诊断研究现状 |
| 1.3.2 集员估计在故障诊断中的应用 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 基于两步法的线性时不变系统集员估计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常规线性时不变系统的集员估计 |
| 2.2.1 基础知识 |
| 2.2.2 问题描述 |
| 2.2.3 已知的集员估计方法回顾 |
| 2.2.4 基于鲁棒观测器设计和可达集分析的两步法集员估计 |
| 2.2.5 不同集员方法之间的比较和联系 |
| 2.2.6 仿真结果 |
| 2.3 线性时不变广义系统的集员估计 |
| 2.3.1 问题描述 |
| 2.3.2 两步法集员估计 |
| 2.3.3 仿真结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 线性时变系统的最优集员估计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 常规线性时变系统的最优集员估计 |
| 3.2.1 问题描述 |
| 3.2.2 基于F-范数的最优集员估计 |
| 3.2.3 基于1-范数的最优集员估计 |
| 3.2.4 仿真结果 |
| 3.3 线性时变广义系统的最优集员估计 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 基于两步法的最优集员估计 |
| 3.3.3 仿真结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于椭球束的LPV广义系统集员估计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 椭球束:一种新的集合描述工具 |
| 4.2.1 椭球束的定义 |
| 4.2.2 椭球束的性质 |
| 4.3 基于椭球束的LPV广义系统集员估计 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 基于椭球束和L_∞设计的集员估计 |
| 4.3.3 稳定性分析 |
| 4.3.4 仿真结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 集员估计在故障诊断中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于有限频H_-/L_∞观测器和残差集员分析的故障检测 |
| 5.2.1 问题描述 |
| 5.2.2 有限频H_-/L_∞故障检测观测器设计 |
| 5.2.3 基于集员估计的残差评价 |
| 5.2.4 仿真结果 |
| 5.3 基于未知输入H_-/L_∞观测器和残差集员分析的广义系统的故障检测和分离 |
| 5.3.1 问题描述 |
| 5.3.2 故障检测和分离策略 |
| 5.3.3 H_-/L_∞故障检测观测器设计 |
| 5.3.4 基于集员估计的残差评价 |
| 5.3.5 仿真结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）通信受限的网络化系统控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 网络化控制系统中存在的问题 |
| 1.2.1 网络诱导时延 |
| 1.2.2 数据丢包 |
| 1.2.3 单包传输与多包传输 |
| 1.2.4 网络通信受限 |
| 1.2.5 网络调度 |
| 1.2.6 信号量化 |
| 1.3 具有通信约束的网络化控制系统的研究现状 |
| 1.3.1 存在介质访问约束的网络化控制系统的研究 |
| 1.3.2 存在数据丢包的网络化控制系统的研究 |
| 1.3.3 存在信号量化的网络化控制系统的研究 |
| 1.4 目前存在的问题与不足 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 第2章 网络化系统动态输出反馈控制器设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题描述 |
| 2.2.1 介质访问约束 |
| 2.2.2 信号量化 |
| 2.3 主要结果 |
| 2.4 仿真算例 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 网络化系统鲁棒预测控制器设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.2.1 介质访问约束 |
| 3.2.2 数据丢包 |
| 3.3 主要结果 |
| 3.3.1 稳定性分析 |
| 3.3.2 鲁棒预测控制器设计 |
| 3.4 仿真算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 网络化模糊切换系统的耗散滤波器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.2.1 介质访问约束 |
| 4.2.2 数据丢包 |
| 4.2.3 信号量化 |
| 4.3 滤波误差系统 |
| 4.4 主要结果 |
| 4.5 仿真算例 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（10）网络化互联大系统的分布式控制和滤波（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 基于不同通信协议的网络化控制系统的研究现状 |
| 1.2.2 互联大系统分布式控制的研究现状 |
| 1.2.3 互联大系统H_∞滤波的研究现状 |
| 1.3 研究现状分析 |
| 1.4本文主要工作 |
| 第2章 同步时间模式流言传输协议下的分布式控制 |
| 2.1 问题描述 |
| 2.2 稳定性分析 |
| 2.2.1 均方指数稳定 |
| 2.2.2 有限时间稳定 |
| 2.3 分布式L_2增益控制器设计 |
| 2.4 仿真示例 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 异步时间模式流言传输协议下的分布式状态估计与控制 |
| 3.1 问题描述 |
| 3.2 稳定性分析 |
| 3.3 求解分布式观测器和控制器 |
| 3.4 算法构造 |
| 3.5 仿真示例 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 轮询调度协议下的分布式控制 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.2 稳定性条件 |
| 4.3 分布式控制器设计 |
| 4.4 仿真示例 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于构造空间方法的分布式控制 |
| 5.1 问题描述 |
| 5.2 稳定性分析 |
| 5.3 分布式控制器设计 |
| 5.3.1 控制器的存在性 |
| 5.3.2 控制器的构造 |
| 5.4 仿真示例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于Finsler引理的分散H_∞滤波 |
| 6.1 问题描述 |
| 6.2 分散H_∞滤波器设计 |
| 6.3 仿真示例 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 本文主要研究成果及贡献点 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
四、利用线性矩阵不等式设计滤波器的方法（论文参考文献）
- [1]基于网络的切换时滞系统鲁棒故障检测方法及应用研究[D]. 王越男. 长春工业大学, 2021(02)
- [2]基于切换拓扑传感器网络的分布式滤波方法研究[D]. 朱凤增. 江南大学, 2021
- [3]基于事件触发机制的蔡氏电路系统故障检测研究[D]. 刘鑫宇. 哈尔滨工业大学, 2021
- [4]通信网络影响下电动汽车横向系统鲁棒控制研究[D]. 刘义. 武汉科技大学, 2021(01)
- [5]基于丢包补偿策略的网络化系统H∞滤波和控制[D]. 张雷. 黑龙江大学, 2021(09)
- [6]基于事件触发采样的连续时间切换系统的滤波器设计[D]. 王钰瑶. 电子科技大学, 2021(01)
- [7]马尔科夫跳变系统的非脆弱滤波与故障检测[D]. 梁伦. 浙江大学, 2021(01)
- [8]离散时间系统的集员估计及其在故障诊断中的应用[D]. 汤文涛. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [9]通信受限的网络化系统控制策略研究[D]. 党泽坤. 兰州理工大学, 2021(01)
- [10]网络化互联大系统的分布式控制和滤波[D]. 余涛. 中国科学技术大学, 2021(09)