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Design of unknown input observer with H_∞ performance for linear time-delay systems 被引量:3
1
作者 Fu Yanming Wu Di Zhang Peng Duan Guangren 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2006年第3期606-610,共5页
A unknown input observer (UIO) design for a class of linear time-delay systems when the observer error can't completely decouple from unknown input is dealt with. A sufficient condition to its existence is presente... A unknown input observer (UIO) design for a class of linear time-delay systems when the observer error can't completely decouple from unknown input is dealt with. A sufficient condition to its existence is presented based on Lyapunov stability method. Design problem of the proposed observer is formulated in term of linear matrix inequalities. Two design problems of the observer with internal delay and without internal delay are formulated. Based on H∞ control theory in time-delay systems, the proposed observer is designed in term of linear matrix inequalities (LMI). A design algorithm is proposed. The effective of the proposed approach is illustrated by a numerical example. 展开更多
关键词 unknown input observer time-delay systems linear matrix inequalities.
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时滞和干扰下多智能体系统动态事件触发固定时间一致性 被引量:1
2
作者 宁小刚 李宗刚 +1 位作者 陈引娟 杜亚江 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第2期323-334,共12页
针对具有输入时滞、未知干扰和切换拓扑的一阶多智能体系统,本文设计了基于个体的分布式控制器.在两种不同动态事件触发控制协议下,分别给出了系统可解实际固定时间平均一致性问题的充分性条件,且系统均不存在Zeno行为.其中,所提连续通... 针对具有输入时滞、未知干扰和切换拓扑的一阶多智能体系统,本文设计了基于个体的分布式控制器.在两种不同动态事件触发控制协议下,分别给出了系统可解实际固定时间平均一致性问题的充分性条件,且系统均不存在Zeno行为.其中,所提连续通信动态事件触发控制协议通过引入内部动态变量,使得触发条件能够实时变化,显著减少了个体触发的次数,降低了控制器更新频次和系统整体能耗,所提间歇通信动态事件触发控制协议仅需利用触发时刻的邻居信息,以及对内部动态变量的估计值,避免了个体间的连续通信,有效减少了系统的通信负担,节省了通信资源.数值仿真结果验证了所提控制协议的有效性. 展开更多
关键词 多智能体系统 动态事件触发控制 固定时间一致性 切换拓扑 输入时滞 未知干扰
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具有双未知输入的线性离散系统抗干扰滤波算法
3
作者 董世桂 王娜 +1 位作者 赵克友 鹿子豪 《控制工程》 北大核心 2025年第9期1693-1699,共7页
对于具有双未知输入的线性离散系统,经典的递归三步滤波器无法应用,因此,提出一种新的抗干扰滤波算法,用于估计系统状态和双未知输入。首先,设计新息来获取测量方程中未知输入的估计值,进而得出状态方程中未知输入的估计值,再利用这2个... 对于具有双未知输入的线性离散系统,经典的递归三步滤波器无法应用,因此,提出一种新的抗干扰滤波算法,用于估计系统状态和双未知输入。首先,设计新息来获取测量方程中未知输入的估计值,进而得出状态方程中未知输入的估计值,再利用这2个未知输入估计值修正状态的一步预估值,最终得到系统状态的最小方差无偏估计值。数值仿真验证结果表明,当状态方程和测量方程中的未知输入信号不同时,所设计的滤波器仍能实现系统状态和双未知输入的最优估计。 展开更多
关键词 双未知输入 状态估计 未知输入估计
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结构状态-参数-激励同步实时识别的改进UKF方法
4
作者 黄可 刘春芳 +2 位作者 黄杜康 戴理朝 王磊 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期191-201,253,共12页
在激励未知情况下,针对现有基于无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的结构识别方法存在未知量多、计算效率低,难以实现结构状态、结构参数和激励的实时更新等问题,提出了结构状态-参数-激励同步实时识别的改进UKF方法。该方... 在激励未知情况下,针对现有基于无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的结构识别方法存在未知量多、计算效率低,难以实现结构状态、结构参数和激励的实时更新等问题,提出了结构状态-参数-激励同步实时识别的改进UKF方法。该方法通过将未知激励和未知参数模拟为随机游走模型,建立了结构状态、结构参数和外激励相统一的状态向量,有效减少识别过程中未知量的个数,并解决了未知激励不能同步更新的问题。利用刚度退化表征结构损伤,考虑识别过程中观测噪声的影响,基于地震作用下两个非线性迟滞模型算例验证了方法的有效性。结果表明:在仅观测非线性结构部分加速度响应的情况下,建议方法不仅能同步实时识别非线性结构的状态、参数以及外激励,还能在刚度退化之后实时追踪结构的刚度损伤。 展开更多
关键词 损伤识别 未知激励识别 无迹卡尔曼滤波 非线性结构 结构健康监测
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带有未知死区微机械陀螺仪自适应神经网络量化容错控制
5
作者 高丽文 祝贵兵 李彦朝 《上海海事大学学报》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
针对微机械陀螺仪控制受执行器未知死区、执行器故障、不确定动态、未知时变扰动等实际因素的影响,提出一种自适应神经网络量化容错控制方案。采用量化器减少信号量化过程中的抖动,同时减少执行器更新控制指令的频率。使用单参数自适应... 针对微机械陀螺仪控制受执行器未知死区、执行器故障、不确定动态、未知时变扰动等实际因素的影响,提出一种自适应神经网络量化容错控制方案。采用量化器减少信号量化过程中的抖动,同时减少执行器更新控制指令的频率。使用单参数自适应技术抑制系统中不确定动态和未知时变扰动的集总扰动,使用有界估计和参数自适应等技术补偿未知死区、执行器故障和输入量化的影响,从而减少系统的计算负载。在反步法框架下,引入平滑函数,设计一种自适应神经网络容错控制律,以处理执行器未知死区非光滑非线性行为。理论分析证明,微机械陀螺仪轨迹跟踪闭环控制系统中的所有信号均有界,并且数值仿真证明了所提出的控制方案有效。 展开更多
关键词 微机械陀螺仪 容错控制 输入量化 神经网络控制 未知死区
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一种基于最优未知输入观测器的故障诊断方法 被引量:43
6
作者 胡志坤 孙岩 +2 位作者 姜斌 何静 张昌凡 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期1225-1230,共6页
针对含有未知输入干扰和噪音的不确定动态系统,使用全阶未知输入观测器(Unknown input observer,UIO)来消除干扰项,实现状态估计,结合Kalman滤波器算法来求解状态反馈矩阵,以使得输出残差信号的协方差最小,从而增强系统对噪声的鲁棒性,... 针对含有未知输入干扰和噪音的不确定动态系统,使用全阶未知输入观测器(Unknown input observer,UIO)来消除干扰项,实现状态估计,结合Kalman滤波器算法来求解状态反馈矩阵,以使得输出残差信号的协方差最小,从而增强系统对噪声的鲁棒性,实现了一种基于最优未知输入观测器的残差产生器.采用极大似然比(Generalized likelihood ratio,GLR)的方法对残差信号进行评估,通过设定的阈值来提高诊断率.最后以风力发电机组传动系统出现加性传感器故障和乘性传感器故障为例,进行了残差信号的仿真,仿真结果说明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 故障诊断 未知输入观测器 KALMAN滤波器 极大似然比
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基于迭代学习观测器的卫星姿态控制系统的鲁棒容错控制 被引量:13
7
作者 管宇 张迎春 +1 位作者 沈毅 贾庆贤 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1080-1086,共7页
针对卫星在轨运行时存在执行机构故障和空间干扰问题,提出了一种将迭代学习与未知输入观测器(IL-UIO)相结合的鲁棒容错控制方法。该方法在继承了未知输入观测器干扰解耦优点的同时,运用迭代学习技术,利用前一时刻姿态角速度偏差和IL-UI... 针对卫星在轨运行时存在执行机构故障和空间干扰问题,提出了一种将迭代学习与未知输入观测器(IL-UIO)相结合的鲁棒容错控制方法。该方法在继承了未知输入观测器干扰解耦优点的同时,运用迭代学习技术,利用前一时刻姿态角速度偏差和IL-UIO输入来更新当前故障信息,实现了执行机构的在线故障重构。进一步基于Lyapunov方法从理论上证明了设计的IL-UIO鲁棒稳定性和姿态角速度偏差一致有界性。最后,建立卫星闭环姿态控制系统对方法进行验证,仿真结果验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 迭代学习 未知输入观测器 故障重构 鲁棒容错控制 卫星姿控系统
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考虑未知输入的主动悬架路面高程与等级识别研究 被引量:7
8
作者 丁仁凯 蒋俞 +3 位作者 汪若尘 刘伟 孟祥鹏 孙泽宇 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期278-286,共9页
通过主动悬架的精确控制提高车辆乘坐舒适性与行驶安全性的基本前提是进行路面高程与等级识别。本文中设计了考虑未知输入的卡尔曼观测器,以获取路面高程信息;根据路面高程建立AR模型,得到路面功率谱密度,并求取兴趣频段内路面功率谱密... 通过主动悬架的精确控制提高车辆乘坐舒适性与行驶安全性的基本前提是进行路面高程与等级识别。本文中设计了考虑未知输入的卡尔曼观测器,以获取路面高程信息;根据路面高程建立AR模型,得到路面功率谱密度,并求取兴趣频段内路面功率谱密度均方根值,实现了路面的等级分类。仿真分析了不同工况下路面高程估计方法和路面等级分类方法的准确性,并搭建了试验台架,验证了所提出路面高程估计方法和路面等级分类方法的有效性,为主动悬架的智能控制提供了必要条件。 展开更多
关键词 主动悬架 未知输入 卡尔曼观测器 路面高程估计 路面等级分类
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未知输入条件下的结构物理参数识别研究 被引量:37
9
作者 李杰 陈隽 《计算力学学报》 CAS CSCD 1999年第1期32-40,共9页
研究在输入信息未知条件下识别结构物理参数的问题。根据建筑结构风荷载的作用特点,提出了一类时域识别算法,用于高层建筑结构的结构物理参数识别。文中对算法给出了理论证明。数值分析算例表明:不考虑量测噪声时,文中方法可给出结... 研究在输入信息未知条件下识别结构物理参数的问题。根据建筑结构风荷载的作用特点,提出了一类时域识别算法,用于高层建筑结构的结构物理参数识别。文中对算法给出了理论证明。数值分析算例表明:不考虑量测噪声时,文中方法可给出结构参数的精确识别结果; 展开更多
关键词 系统识别 结构参数 未知输入 物理参数识别
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部分输入未知条件下的结构系统识别研究 被引量:27
10
作者 陈隽 李杰 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1998年第4期40-47,共8页
本文研究输入信息不完备条件下结构的参数识别问题。在对传统识别算法的特点进行分析的基础上提出了一种新的识别方法——全量补偿法。文中给出了算法的理论证明和具体的数值算例。
关键词 系统识别 结构参数 未知输入 建筑 结构动力学
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基于UIO/双KF的4WID-EV驱动轮纵向力估计 被引量:8
11
作者 徐兴 陈特 +1 位作者 陈龙 蒋侃 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期1095-1100,共6页
四轮独立驱动电动汽车(4WID-EV)能独立实现4个轮胎纵向力的控制与分配,实时保证电动汽车的最佳运行状态。基于单个驱动轮的动力学和轮毂电机特性建立了驱动轮模型,采用电流、电压、转速等常用参数设计轮胎纵向力估计模型。考虑系统结构... 四轮独立驱动电动汽车(4WID-EV)能独立实现4个轮胎纵向力的控制与分配,实时保证电动汽车的最佳运行状态。基于单个驱动轮的动力学和轮毂电机特性建立了驱动轮模型,采用电流、电压、转速等常用参数设计轮胎纵向力估计模型。考虑系统结构参数的不确定性和传感器噪声干扰,将驱动轮纵向力估计与干扰分离,基于卡尔曼滤波算法,设计了驱动轮纵向力-未知输入观测器。仿真和台架道路模拟试验结果表明,设计的观测系统能实时估计驱动轮纵向力,且具有较高的估计精度和抗干扰性,能满足四轮独立驱动电动汽车动力学控制要求。 展开更多
关键词 四轮独立驱动电动汽车 轮胎纵向力估计 未知输入观测器 卡尔曼滤波器
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Lipschitz非线性系统未知输入观测器设计 被引量:5
12
作者 杨俊起 张良 +1 位作者 朱芳来 张登辉 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期87-92,共6页
针对观测器匹配条件不满足情况下的Lipschitz非线性系统状态估计和未知输入重构问题,提出了一种未知输入观测器设计方法。首先,通过构造辅助输出向量,突破了观测器匹配条件的限制,并设计高阶、高增益滑模微分器实现对辅助输出向量及其... 针对观测器匹配条件不满足情况下的Lipschitz非线性系统状态估计和未知输入重构问题,提出了一种未知输入观测器设计方法。首先,通过构造辅助输出向量,突破了观测器匹配条件的限制,并设计高阶、高增益滑模微分器实现对辅助输出向量及其微分的精确估计;之后,在辅助输出及其微分精确估计的基础上,设计具有滑模控制律和自适应调节律的自适应鲁棒滑模观测器,并提出了一种未知输入重构方法。该观测器设计方法不需知道Lipschitz常数,其大小可通过自适应调节律调节,且信息重构具有避免直接使用系统输出微分的优点。仿真结果表明,所设计的未知输入观测器不仅在观测器匹配条件不满足情况下可以实现对状态的渐进估计以及对未知输入重构之目的,而且自适应调节律能够在约5s时间内实现对Lipschitz常数的自适应调节。 展开更多
关键词 未知输入观测器 未知输入重构 滑模观测器
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基于迭代学习-未知输入观测器的卫星姿控系统鲁棒故障重构 被引量:9
13
作者 贾庆贤 张迎春 +1 位作者 沈毅 吴丽娜 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期120-124,共5页
针对卫星姿控系统出现执行机构故障,提出一种基于迭代学习-未知输入观测器(iterative learning-unknown input observer,IL-UIO)的鲁棒故障重构方法。首先,考虑卫星出现空间干扰力矩、模型不确定性以及陀螺漂移,建立小角度机动时的非线... 针对卫星姿控系统出现执行机构故障,提出一种基于迭代学习-未知输入观测器(iterative learning-unknown input observer,IL-UIO)的鲁棒故障重构方法。首先,考虑卫星出现空间干扰力矩、模型不确定性以及陀螺漂移,建立小角度机动时的非线性姿控系统模型。其次,采用UIO干扰解耦原理和H!控制思想,设计IL-UIO估计卫星姿态欧拉角和角速度的同时,利用IL算法实现执行机构鲁棒故障重构。并利用Lyapunov稳定性理论证明了IL-UIO稳定性和动态故障偏差最终有界,通过线性矩阵不等式(linear matrix inequaliry,LMI)工具箱求解了观测器部分参数矩阵。最后,建立卫星闭环姿控系统并进行仿真,仿真结果验证了此方法的有效性。 展开更多
关键词 故障重构 卫星姿控系统 迭代学习观测器 未知输入观测器
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量测噪声对输入未知条件下结构频率及振型识别的影响 被引量:8
14
作者 李国强 陆烨 陈素文 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 2000年第1期34-40,共7页
利用输入未知条件下结构模态参数识别的方法 ,通过仿真算例分析了测试噪声对识别的影响 ,最后利用同济大学图书馆地脉动加速度反应实测数据 ,对其模态参数进行了识别 ,得出了一些结论。
关键词 噪声测试 输入未知 结构频率 振型识别 建筑结构
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一种降低BIT虚警的优化方法 被引量:7
15
作者 姜云春 邱静 刘冠军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1313-1317,共5页
针对基于模型的BIT中的虚警问题,首先分析了引发虚警的信息不确定性;之后基于信息不确定性对诊断决策和虚警率的影响关系,将降低虚警的问题转化为一个对信息不确定性的影响具有抑制能力,同时对故障保持高灵敏度的优化问题;最后采用传递... 针对基于模型的BIT中的虚警问题,首先分析了引发虚警的信息不确定性;之后基于信息不确定性对诊断决策和虚警率的影响关系,将降低虚警的问题转化为一个对信息不确定性的影响具有抑制能力,同时对故障保持高灵敏度的优化问题;最后采用传递函数矩阵内外分解的方法得到了问题的解。 展开更多
关键词 机内测试 虚警 信息不确定 未知输入 优化方法
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冷带轧机液压伺服位置系统的鲁棒输出反馈控制 被引量:10
16
作者 李建雄 方一鸣 石胜利 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期331-336,共6页
针对具有参数不确定、不可测状态和未知外负载力的冷带轧机液压伺服位置系统,提出一种基于未知输入观测器的鲁棒输出反馈控制方法.首先,将含有外负载力的干扰项视为未知输入,构造未知输入观测器,然后基于所构造的观测器设计鲁棒输出反... 针对具有参数不确定、不可测状态和未知外负载力的冷带轧机液压伺服位置系统,提出一种基于未知输入观测器的鲁棒输出反馈控制方法.首先,将含有外负载力的干扰项视为未知输入,构造未知输入观测器,然后基于所构造的观测器设计鲁棒输出反馈控制器.理论分析表明,所提出的控制方法能够保证闭环系统是一致有界稳定的,并具有鲁棒H∞性能.最后对某个650mm可逆冷带轧机液压伺服位置系统进行仿真研究,结果验证了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 输出反馈控制 未知输入观测器 轧机液压伺服位置系统 一致有界稳定 鲁棒H∞性能
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卫星姿态控制系统执行器故障检测与分离 被引量:6
17
作者 王振华 张淼 沈毅 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期72-76,共5页
针对卫星姿态控制系统,提出一种基于未知输入观测器的执行器故障检测与分离方法.通过将指定的故障视为未知输入,设计未知输入观测器使得残差向量对指定的故障不敏感,同时保持对其他故障的敏感性,从而实现执行器故障的检测与分离.本文将... 针对卫星姿态控制系统,提出一种基于未知输入观测器的执行器故障检测与分离方法.通过将指定的故障视为未知输入,设计未知输入观测器使得残差向量对指定的故障不敏感,同时保持对其他故障的敏感性,从而实现执行器故障的检测与分离.本文将未知输入观测器设计问题转化为一组线性矩阵不等式(LMI),可以通过LMI工具箱方便地求解.最后,将所提出的方法用于卫星姿态控制系统,仿真结果表明了该方法能快速准确地诊断执行器故障. 展开更多
关键词 姿态控制系统 故障检测与分离 线性矩阵不等式 未知输入观测器 卫星
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系统非线性参数识别的松驰法 被引量:13
18
作者 陈隽 李杰 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期447-450,共4页
研究了非线性参数系统模型的识别问题 ,通过引入求解线性方程组的松驰法思想 ,构造了一类新的迭代识别算法。算例表明此方法具有很好的参数识别精度 ,并且具有概念清楚 ,易于编程等特点 。
关键词 松驰法 非线性参数系统 系统识别 迭代识别算法
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基于未知输入观测器的车载炮电液位置伺服系统故障检测 被引量:8
19
作者 田灵飞 钱林方 +1 位作者 陈龙淼 岳才成 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2100-2108,共9页
针对车载炮电液位置伺服系统在运行时存在大惯量、负载非线性、参数不确定性和干扰等特点,提出一种基于非线性未知输入观测器的故障检测方案。在对系统建模后进行观测器设计,借助李雅普诺夫稳定性理论证明观测器稳定性并给出了存在条件... 针对车载炮电液位置伺服系统在运行时存在大惯量、负载非线性、参数不确定性和干扰等特点,提出一种基于非线性未知输入观测器的故障检测方案。在对系统建模后进行观测器设计,借助李雅普诺夫稳定性理论证明观测器稳定性并给出了存在条件,观测器产生用于故障检测的残差信号。在故障检测台上在线检测观测器的观测能力以及对故障的检测能力,设计了基于统计的动态阈值故障决策机制,消除了固定阈值在过渡阶段系统出现的误报警现象。实验结果表明:所提出的故障检测方案有效,可用于电液位置伺服系统在线故障的检测。 展开更多
关键词 车载炮 电液位置伺服系统 故障检测 未知输入观测器 动态阈值
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基于观测器的多智能体系统一致性控制与故障检测 被引量:12
20
作者 陈刚 林青 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期584-591,共8页
针对一类受到未知干扰的非线性多智能体系统,提出了一种鲁棒一致性控制与故障检测算法.首先,针对每个智能体系统设计了一个未知输入非线性观测器.然后,基于观测器的状态估计信息,设计了鲁棒一致性控制协议.控制协议保证了给定的干扰抑... 针对一类受到未知干扰的非线性多智能体系统,提出了一种鲁棒一致性控制与故障检测算法.首先,针对每个智能体系统设计了一个未知输入非线性观测器.然后,基于观测器的状态估计信息,设计了鲁棒一致性控制协议.控制协议保证了给定的干扰抑制性能指标.接着,考虑智能体出现故障的情形,采用自适应阈值法,提出了一种分布式故障检测算法.最后,以多个直流电机驱动的单摆系统为例进行了仿真实验,仿真结果表明了一致性控制与故障检测算法的有效性. 展开更多
关键词 多智能体系统 一致性 未知输入观测器 故障检测
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