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下肢康复机器人步态轨迹自适应控制 被引量:26
1
作者 李峰 吴智政 钱晋武 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2027-2036,共10页
设计了一种基于鲁棒PID控制器的下肢康复机器人步态轨迹自适应协作控制方法。首先,利用逆系统解耦理论及下肢康复机器人动力学模型,将机器人系统解耦成2个独立的二阶积分系统。其次,考虑到系统模型的不确定性,在解耦后的系统模型基础上... 设计了一种基于鲁棒PID控制器的下肢康复机器人步态轨迹自适应协作控制方法。首先,利用逆系统解耦理论及下肢康复机器人动力学模型,将机器人系统解耦成2个独立的二阶积分系统。其次,考虑到系统模型的不确定性,在解耦后的系统模型基础上,通过将鲁棒PID控制器的设计问题转化为一个多目标H2/H∞静态输出反馈优化问题,设计优化的鲁棒PID位置控制器,并在此基础上进一步提出了一种依据患者主动力的步态轨迹自适应协调控制方法。最后,在MATLAB-Simulink和Adams联合仿真环境中对所设计的控制器性能进行仿真验证,并在实物样机中对健康训练者进行了步态轨迹自适应的主动训练实验。仿真和实验结果表明,基于设计的鲁棒PID控制器的步态自适应协调控制方法能在模型不确定的情况下保证系统的稳定性,并实现期望的关节轨迹的自适应调整和跟踪,以满足患者主动参与康复训练的目的。 展开更多
关键词 下肢康复机器人 鲁棒PID控制 多目标h2 h优化 步态轨迹自适应
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电力系统稳定器的最优鲁棒设计 被引量:6
2
作者 钟志勇 谢志棠 王克文 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 1999年第8期11-15,共5页
采用H∞优化算法来实现电力系统稳定器(PSS)的鲁棒控制设计。该方法采用了分子—分母双扰动表达形式、部分极点配置技术和一种新的加权函数选择方法,从而克服了某些传统PSS设计方法中受到的限制。在将电力系统的高度非线性特... 采用H∞优化算法来实现电力系统稳定器(PSS)的鲁棒控制设计。该方法采用了分子—分母双扰动表达形式、部分极点配置技术和一种新的加权函数选择方法,从而克服了某些传统PSS设计方法中受到的限制。在将电力系统的高度非线性特性作为模型的“不确定性”处理后,设计出的控制器具有很好的鲁棒性。与传统设计方法的比较,证实了所设计的PSS在较宽的系统运行范围内具有更好的阻尼性能。 展开更多
关键词 电力系统稳定器 鲁棒控制 h优化 PSS 设计
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基于惯容-弹簧-阻尼的结构减振研究 被引量:17
3
作者 李壮壮 申永军 +2 位作者 杨绍普 唐建花 邢海军 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期1061-1067,共7页
提出了4种新型基于ISD(I-惯容,S-弹簧,D-阻尼)结构的被动振动控制减振形式,以减少工程结构受到外部激励时的振动。根据牛顿第二定律建立了系统的动力学方程,得到了系统的稳态振幅放大因子,发现4种模型都存在独立于阻尼比的固定点。将固... 提出了4种新型基于ISD(I-惯容,S-弹簧,D-阻尼)结构的被动振动控制减振形式,以减少工程结构受到外部激励时的振动。根据牛顿第二定律建立了系统的动力学方程,得到了系统的稳态振幅放大因子,发现4种模型都存在独立于阻尼比的固定点。将固定点调整到同一高度进而得到最优刚度比,然后利用H∞优化使系统的最大值最小化得到了系统的最佳阻尼比。通过与传统动力吸振器在简谐激励和随机激励下的响应进行比较,发现ISD结构有很好的减振效果,为新型减振机构模型的提出和设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 振动控制 惯容 ISD结构 固定点理论 h优化
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基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计LMI方法 被引量:8
4
作者 钟麦英 汤兵勇 Steven X.Ding 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期1001-1005,共5页
研究受不确定性扰动影响情况下线性时不变连续时间系统的鲁棒故障诊断滤波器设计问题 .引入一种新的体现残差对于故障信号灵敏度和不确定性扰动鲁棒性的性能指标 ,从系统的 L2 增益角度出发 ,将基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计... 研究受不确定性扰动影响情况下线性时不变连续时间系统的鲁棒故障诊断滤波器设计问题 .引入一种新的体现残差对于故障信号灵敏度和不确定性扰动鲁棒性的性能指标 ,从系统的 L2 增益角度出发 ,将基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计问题形成为 H∞ 优化问题 .然后应用线性矩阵不等式技术 ,给出并证明了该设计问题的解存在条件和求解方法 .并通过简例说明了算法的有效性 . 展开更多
关键词 状态观测器 设计 LMI方法 鲁棒故障诊断滤波器 残差信号 h优化 L2增益 线性矩阵不等式
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μ综合中的D-K迭代算法 被引量:10
5
作者 何朕 姜晓明 +1 位作者 孟范伟 周荻 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期31-35,共5页
针对μ综合的D-K迭代过程中出现不同的γ值和μ值的问题,分析指出在控制器K的优化求解中Hamilton阵H∞或J∞的一些特征值在γ迭代的进程中可能会相当接近,即出现病态特征值。此时γ迭代就会停在一个较高的γ数值上。实际上,当将控制器... 针对μ综合的D-K迭代过程中出现不同的γ值和μ值的问题,分析指出在控制器K的优化求解中Hamilton阵H∞或J∞的一些特征值在γ迭代的进程中可能会相当接近,即出现病态特征值。此时γ迭代就会停在一个较高的γ数值上。实际上,当将控制器闭环后,系统的H∞范数会比这个γ值要低很多。在求解标定阵D(ω)的过程中也会有类似的问题,逐点最小化所得的μ值和用拟合的D(ω)来求得的μ值可能是不一致的,甚至不收敛。给出了正确进行D-K迭代的方法,所附的算例中也给出了各种中间结果来帮助说明D-K迭代中的问题。为了能方便地使用Matlabμ工具箱中的D-K迭代命令,还给出了带有参数不确定性系统的状态空间表达方式。 展开更多
关键词 结构奇异值 结构不确定性 Μ综合 D-K迭代 h优化
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不确定离散系统具有H_∞性能界的鲁棒LQG状态反馈控制 被引量:4
6
作者 吴淮宁 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第1期16-23,共8页
研究了含有范数有界参数不确定线性离散系统具有H∞性能界的鲁棒LQG状态反馈控制问题,考虑了有限时域时变及无限时域时不变两种情形.所得的控制器对于所有可容许的参数不确定都能满足给定的H∞性能界,且为最坏情形H2性能指标提供了一个... 研究了含有范数有界参数不确定线性离散系统具有H∞性能界的鲁棒LQG状态反馈控制问题,考虑了有限时域时变及无限时域时不变两种情形.所得的控制器对于所有可容许的参数不确定都能满足给定的H∞性能界,且为最坏情形H2性能指标提供了一个最优上界.对于无限时域时不变情形,该控制器还能保证闭环系统渐近稳定.结果仅需求解一含有一个尺度参数的Riccati方程. 展开更多
关键词 线性离散系统 鲁棒控制 h优化 反馈控制
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接地式三要素型动力吸振器的H_∞优化 被引量:8
7
作者 王孝然 申永军 杨绍普 《动力学与控制学报》 2016年第5期448-453,共6页
以一种接地式三要素型动力吸振器为对象,研究了基于H∞优化准则的系统参数最优解析解.首先,将串联型粘弹性模型引入到接地式的动力吸振器中,并建立了运动微分方程,得到了系统的解析解.随后,以系统的解析解为研究对象发现该系统存在着三... 以一种接地式三要素型动力吸振器为对象,研究了基于H∞优化准则的系统参数最优解析解.首先,将串联型粘弹性模型引入到接地式的动力吸振器中,并建立了运动微分方程,得到了系统的解析解.随后,以系统的解析解为研究对象发现该系统存在着三个固定点,利用固定点理论将三个固定点调到了同一高度得到了动力吸振器的最优调谐比和最优刚度比设计公式,并依据H∞优化准则通过最小化幅频曲线的最大值得到了系统最优阻尼比设计公式.最后,通过数值解与解析解的对比说明了解析解的正确性,并证明了接地式三要素型动力吸振器有较好的吸振效果. 展开更多
关键词 动力吸振器 固定点理论 h优化 参数优化
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一种基于LMI的鲁棒故障诊断滤波器设计 被引量:5
8
作者 王小丽 宋红敏 倪茂林 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期550-554,共5页
研究了一类含有扰动的线性系统鲁棒故障诊断滤波器设计问题.文中引入一种能同时体现残差对扰动信号鲁棒性和对故障信号灵敏性的性能指标,利用H∞理论把求解滤波器的问题转化为H∞优化设计问题.应用线性矩阵不等式(LMI)技术,对此性能指... 研究了一类含有扰动的线性系统鲁棒故障诊断滤波器设计问题.文中引入一种能同时体现残差对扰动信号鲁棒性和对故障信号灵敏性的性能指标,利用H∞理论把求解滤波器的问题转化为H∞优化设计问题.应用线性矩阵不等式(LMI)技术,对此性能指标进行优化,给出并证明了该设计问题解的存在性条件和滤波器增益阵的求解方法,最后,通过仿真实例验证了方法的有效性. 展开更多
关键词 故障诊断滤波器 鲁棒性 线性矩阵不等式 h优化
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滑模控制抖振抑制的新方法 被引量:3
9
作者 陈玉宏 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第5期520-524,共5页
提出一种抑制抖振的新方法。此方法把引起抖振的因素归纳为系统数学模型的不确定性,并采用H∞优化方法设计滑模变结构控制的切换面。由于它能使滑动模态实现希望的频率整形,故能有效地抑制抖振。计算机仿真实验结果证实文中所提出的... 提出一种抑制抖振的新方法。此方法把引起抖振的因素归纳为系统数学模型的不确定性,并采用H∞优化方法设计滑模变结构控制的切换面。由于它能使滑动模态实现希望的频率整形,故能有效地抑制抖振。计算机仿真实验结果证实文中所提出的方法是有效的。 展开更多
关键词 滑模控制 抖振 h优化 频率整形
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线性时滞系统故障检测滤波器设计H_∞优化方法 被引量:5
10
作者 马传峰 钟麦英 何宁 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期550-554,共5页
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... 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. 展开更多
关键词 故障检测 滤波器 广义坐标变换 时滞系统 h优化
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位移激励下含负刚度的惯容减振系统参数优化解析研究
11
作者 王珏 张莹 +2 位作者 黄愫 叶会然 周叮 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期804-814,共11页
为抑制位移激励下主结构的振动,提出了三种含有负刚度的惯容减振系统(N‑ISD),推导了各系统分别在H∞和H_(2)优化准则下设计参数的解析解,探究了不同形式N‑ISD系统振动控制的特点。建立位移激励下减振系统的动力学方程,得到结构的传递函... 为抑制位移激励下主结构的振动,提出了三种含有负刚度的惯容减振系统(N‑ISD),推导了各系统分别在H∞和H_(2)优化准则下设计参数的解析解,探究了不同形式N‑ISD系统振动控制的特点。建立位移激励下减振系统的动力学方程,得到结构的传递函数。针对简谐位移激励下的振动幅值,采用固定点理论推导了以H∞范数为优化准则的设计参数解析解;针对随机激励下位移均方值,采用极值理论推导了以H2范数为优化准则的设计参数解析解。通过与基于遗传算法的数值优化解对比,验证了上述最优设计参数解析解的有效性及优越性。对最优状态下的减振系统进行减振效果分析,结果表明:负刚度的引入能有效降低主结构的振幅放大因子和均方值,简谐激励下N‑SPIS‑Ⅱ型惯容系统反共振峰值更低,共振峰值间距更大,减振效果及稳定性更好;随机激励下N‑SPIS‑Ⅰ和N‑SPIS‑Ⅱ型惯容系统位移均方值均小于N‑SIS型惯容系统,表现出更好的减振性能。 展开更多
关键词 惯容减振 位移激励 随机激励 负刚度 h优化 h2优化
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基于H_∞优化抗扰控制的柔性机械臂振动抑制 被引量:5
12
作者 张晓宇 王润孝 +3 位作者 王战玺 张顺琦 秦现生 谭小群 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期661-668,共8页
针对受未知扰动和建模误差影响的压电柔性机械臂系统,提出并开发了一种H_∞优化的抗扰控制算法并将其应用于压电柔性机械臂的振动抑制。运用有限元法建立了压电柔性机械臂的机电耦合动力学模型及状态空间模型。使用由阶跃函数构成的扰... 针对受未知扰动和建模误差影响的压电柔性机械臂系统,提出并开发了一种H_∞优化的抗扰控制算法并将其应用于压电柔性机械臂的振动抑制。运用有限元法建立了压电柔性机械臂的机电耦合动力学模型及状态空间模型。使用由阶跃函数构成的扰动模型,构造了比例积分(PI:proportional integral)扰动观测器。基于H_∞优化方法,并应用S/T混合灵敏度和区域极点配置分别计算了扰动观测器和抗扰控制器的反馈增益,保证了观测器与控制器的动态性能和鲁棒性。通过压电柔性机械臂振动抑制仿真,验证了H_∞优化抗扰控制算法抑制未知扰动所致振动的有效性和对系统模型误差的鲁棒性,并与使用通用比例积分(GPI:generalized proportional integral)观测器的抗扰控制算法进行了比较。 展开更多
关键词 抗扰控制 柔性机械臂 振动抑制 h优化
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面向纳米栅格扫描的时滞压电微动平台耦合补偿
13
作者 张志名 闫鹏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1641-1651,共11页
针对栅格纳米扫描特别是高速扫描应用中,带测量滞后的压电纳米平台轴间周期耦合补偿的问题,提出一种无需复杂逆模型求解的鲁棒周期干扰观测控制策略。建立压电平台的机电耦合多扰动模型用以描述平台系统的动力学行为。在此基础上,构建... 针对栅格纳米扫描特别是高速扫描应用中,带测量滞后的压电纳米平台轴间周期耦合补偿的问题,提出一种无需复杂逆模型求解的鲁棒周期干扰观测控制策略。建立压电平台的机电耦合多扰动模型用以描述平台系统的动力学行为。在此基础上,构建周期干扰观测控制结构。通过推导的性能优化函数和鲁棒稳定性条件,将最优控制器参数求解问题转化为延时系统的混合灵敏度优化问题,并通过无穷维H∞控制方法进行求解。最后,在压电纳米平台上进行综合的实验探究。结果表明,建立的动力学模型能够有效拟合平台的实验响应;相较于无干扰观测器的方法和传统的周期干扰观测控制方法,提出的鲁棒优化方法在基频的抗干扰性能分别有超过99%和50%的提升。提出的鲁棒周期干扰控制方法有优越的抗干扰和不确定补偿性能。 展开更多
关键词 压电微动平台 耦合补偿 动力学建模 周期干扰观测器 时滞 h优化
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内模控制反馈滤波器的H_∞优化设计 被引量:4
14
作者 李华 侯岩松 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期529-532,537,共5页
给出了一种基于H∞优化理论的内模控制反馈滤波器参数定量设计方法,将系统鲁棒性改善问题转化为灵敏函数的整形过程。通过考虑离散时间H∞范数的定义,利用图解频率响应曲线的方法来求解H∞优化问题,避免了复杂的H∞优化求解过程。滤波... 给出了一种基于H∞优化理论的内模控制反馈滤波器参数定量设计方法,将系统鲁棒性改善问题转化为灵敏函数的整形过程。通过考虑离散时间H∞范数的定义,利用图解频率响应曲线的方法来求解H∞优化问题,避免了复杂的H∞优化求解过程。滤波器参数的求解在MATLAB环境下,通过仿真获得。研究与仿真结果表明了该方法的可行性。 展开更多
关键词 内模控制 反馈滤波器 h优化 频率响应
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基于H_∞方法的不确定系统迭代学习控制设计 被引量:3
15
作者 蔡逢煌 王武 杨富文 《控制工程》 CSCD 2006年第4期370-373,共4页
针对不确定线性离散系统,研究了开闭环型的鲁棒迭代学习控制器。给出了控制器收敛的充分条件,根据此条件,将迭代学习控制的设计问题转化为H∞设计问题,提出了一种兼具反馈闭环控制与前馈学习控制的鲁棒迭代学习控制律,并采用H∞性能指... 针对不确定线性离散系统,研究了开闭环型的鲁棒迭代学习控制器。给出了控制器收敛的充分条件,根据此条件,将迭代学习控制的设计问题转化为H∞设计问题,提出了一种兼具反馈闭环控制与前馈学习控制的鲁棒迭代学习控制律,并采用H∞性能指标对系统进行优化,使系统的收敛率基于H∞最优,然后使用线性不等式(LMI)方法求解迭代学习控制器的参数。仿真实例表明了该设计方法的有效性。 展开更多
关键词 迭代学习控制 h优化 离散系统 不确定系统
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有源抗噪声护耳器H_2/H_∞优化方法研究 被引量:4
16
作者 赵剑 徐健 +1 位作者 李晓东 田静 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期447-453,共7页
采用固定系数滤波器和自适应滤波器相结合来实现一种有源抗噪声护耳器系统。固定系数滤波器除了降低宽带噪声,其最主要的作用在于减小次级通道的不确定性。固定系数滤波器和次级通道滤波器都采用H_2/H_∞优化方法设计得到。仿真和实验... 采用固定系数滤波器和自适应滤波器相结合来实现一种有源抗噪声护耳器系统。固定系数滤波器除了降低宽带噪声,其最主要的作用在于减小次级通道的不确定性。固定系数滤波器和次级通道滤波器都采用H_2/H_∞优化方法设计得到。仿真和实验结果表明:固定系数滤波器提高了自适应算法的稳定性,护耳器系统在宽带和周期性噪声环境中都取得了比较好的降噪效果。 展开更多
关键词 h优化 抗噪声 有源 自适应滤波器 固定系数 宽带噪声 自适应算法 不确定性
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时滞依赖鲁棒故障诊断滤波器设计 被引量:3
17
作者 白雷石 田作华 施颂椒 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期2253-2255,2259,共4页
研究具有扰动不确定性的状态时滞系统时滞依赖鲁棒故障诊断滤波器的设计问题。通过对系统传递函数输入输出通道的组合变换,引入一种新的能够同时体现残差对扰动信号鲁棒性和对故障信号灵敏性的性能指标。将基于状态观测器的鲁棒故障诊... 研究具有扰动不确定性的状态时滞系统时滞依赖鲁棒故障诊断滤波器的设计问题。通过对系统传递函数输入输出通道的组合变换,引入一种新的能够同时体现残差对扰动信号鲁棒性和对故障信号灵敏性的性能指标。将基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计问题转化为H∞优化设计问题,应用线性矩阵不等式技术,给出并证明了该设计问题时滞依赖解存在的条件和求解方法。最后,通过一个仿真算例来验证本方法的有效性。 展开更多
关键词 时滞依赖 故障诊断滤波器 性能指标 h优化 线性矩阵不等式(LMI)
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挠性航天器的姿态控制:混合灵敏度方法
18
作者 谭文 陈亚陵 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 1995年第3期333-338,共6页
研究具有挠性附件航天器的姿态控制问题,运用H_∞混合灵敏度方法作计算机辅助设计,所得计算机仿真结果证明本文所采用的设计方法是可行的和成功的.
关键词 挠性航天器 姿态控制 h优化 混合灵敏度
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基于LMI和离散模型的航空发动机压气机传感器鲁棒故障诊断 被引量:3
19
作者 贺琛 张小栋 Patton R J 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期965-972,共8页
针对航空发动机压气机健康监测提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)和H∞优化理论的航空发动机压气机传感器鲁棒故障诊断的方法.在航空发动机具有模型不确定性和外界噪声的情况下,应用基于神经网络的线性拟合方法实现航空发动机压气机离... 针对航空发动机压气机健康监测提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)和H∞优化理论的航空发动机压气机传感器鲁棒故障诊断的方法.在航空发动机具有模型不确定性和外界噪声的情况下,应用基于神经网络的线性拟合方法实现航空发动机压气机离散模型的建立;并通过LMI和H∞优化问题的求解得到未知输入观测器的设计参数,实现具有强鲁棒性的传感器故障诊断.该方法比以前研究中未知输入观测器故障诊断方法的优点在于能够同时处理模型不确定性和外界噪声.应用ALSTOM公司提供的燃气涡轮压气机模型进行了仿真验证,在压气机具有白噪声模型误差和正弦外界干扰的情况下,实现对小于测量范围2%的传感器故障的检测和诊断. 展开更多
关键词 线性矩阵不等式 航空发动机离散模型 压气机 传感器鲁棒故障诊断 未知输入观测器 h优化
原文传递
一种新的时滞系统鲁棒故障诊断滤波器设计方法 被引量:2
20
作者 白雷石 田作华 +1 位作者 施颂椒 翁正新 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期624-629,共6页
研究具有扰动不确定的状态时滞系统鲁棒故障诊断滤波器的设计问题.通过对系统传递函数输入输出通道的组合变换,引入一种能够同时体现残差对扰动信号鲁棒性和对故障信号灵敏性的性能指标,将基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计问题... 研究具有扰动不确定的状态时滞系统鲁棒故障诊断滤波器的设计问题.通过对系统传递函数输入输出通道的组合变换,引入一种能够同时体现残差对扰动信号鲁棒性和对故障信号灵敏性的性能指标,将基于状态观测器的鲁棒故障诊断滤波器设计问题转化为H_∞优化设计问题,应用线性矩阵不等式(LMI)技术,给出并证明了该设计问题解存在的条件和求解方法.最后,通过一个仿真算例来验证本方法的有效性. 展开更多
关键词 时滞系统 故障诊断滤波器 性能指标 h优化 线性矩阵不等式(LMI)
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