具有测量数据丢失的大系统观测器及控制器设计

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近年来,网络化控制系统在很多领域内得到了广泛应用。然而,一方面,由于网络的引入,测量数据在网络传输过程中不可避免地会被丢失,从而使得系统各方面的性能变差;另一方面,在实际应用中很多系统都是由多个子系统构成的关联大系统。本文针对由N个子系统构成的线性离散关联大系统,研究其在具有测量数据丢失情况下,观测器及控制器设计问题。主要内容如下:(1)针对一类线性离散系统,假设测量数据丢失满足已知概率的Bernoulli分布,设计全维状态观测器和基于这种全维状态观测器的控制器,使得整个闭环系统是均方指数稳定的且满足指定的H∞。性能指标。通过应用线性矩阵不等式方法,给出观测器和控制器存在的充分条件,通过求解该线性矩阵不等式得到观测器和控制器参数。仿真结果表明该算法是有效的。(2)针对一类由N个子系统构成的线性离散关联大系统,假设测量数据丢失满足已知概率的Bernoulli分布,设计全维状态观测器,使得估计误差是均方指数稳定的且满足指定的H。性能指标。通过应用线性矩阵不等式方法,给出观测器存在的充分条件,通过求解该线性矩阵不等式得到观测器参数。仿真结果表明该算法是有效的。(3)在上述研究的基础上,针对具有测量数据丢失的大系统,设计基于状态观测器的控制器。在假设测量数据丢失满足已知概率的Bernoulli分布的情况下,所设计的这种基于状态观测器的控制器,使得闭环系统是均方指数稳定的且满足指定的H∞性能指标。通过应用线性矩阵不等式方法,给出观测器和控制器存在的充分条件,通过求解该线性矩阵不等式得到观测器和控制器参数。仿真结果表明该算法是有效的。
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