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基于输出反馈观测器的主动悬架鲁棒模型预测抗扰控制
1
作者 朱冰 李海乔 +4 位作者 赵健 陈志成 侯杰 王仕伟 丁树伟 《汽车工程》 北大核心 2025年第10期1973-1984,1993,共13页
为克服主动悬架系统(active suspension system,ASS)执行器时滞与外界随机输入等非线性扰动问题,减少其对高成本传感器的依赖,提出一种基于输出反馈观测器的鲁棒模型预测抗扰控制(observer-based robust model predictive anti-disturba... 为克服主动悬架系统(active suspension system,ASS)执行器时滞与外界随机输入等非线性扰动问题,减少其对高成本传感器的依赖,提出一种基于输出反馈观测器的鲁棒模型预测抗扰控制(observer-based robust model predictive anti-disturbance control,OB-RMPAC)策略。首先,建立考虑执行器时滞扰动的半车主动悬架系统动力学模型;其次,通过二次有界性条件构建可在外界随机输入扰动下精确估计ASS状态的输出反馈观测器;再次,综合应用不变集理论、线性矩阵不等式与凸优化技术,设计满足ASS多约束的鲁棒模型预测抗扰控制策略;最后,分析并证明闭环控制系统的递推可行性与鲁棒稳定性。测试结果表明,OB-RMPAC可在精确估计系统状态的基础上显著改善装配ASS车辆的动态性能。 展开更多
关键词 主动悬架 模型预测抗扰控制 输出反馈观测器 非线性扰动
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基于事件驱动的状态观测器鲁棒控制
2
作者 董子健 林宇珩 《河北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期541-550,共10页
针对可能存在状态时滞且状态不可观的未知系统,本文研究了基于事件驱动观测器的鲁棒控制问题.与控制器被周期性更新的正常采样控制系统不同,在事件驱动系统中,只有在事件发生时才会更新控制器,并且事件的发生通常由一些误差信号是否满... 针对可能存在状态时滞且状态不可观的未知系统,本文研究了基于事件驱动观测器的鲁棒控制问题.与控制器被周期性更新的正常采样控制系统不同,在事件驱动系统中,只有在事件发生时才会更新控制器,并且事件的发生通常由一些误差信号是否满足某种设定好的条件来判断.对于带有参数摄动的未知系统,提出了控制器增益矩阵与观测器增益矩阵的求解方法.结果表明,在事件驱动下,针对参数摄动系统提出的控制方法依旧能够镇定系统.最终,通过一个仿真案例验证了本文方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 事件驱动控制 不确定系统 控制 状态观测器 输出反馈
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基于低-高增益反馈控制和扩张状态观测器的双体船垂向稳定研究
3
作者 张军 申琦清 +1 位作者 任俊杰 刘志林 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期300-308,共9页
[目的]在恶劣海况下,双体船的垂荡和纵摇运动幅度过大,变化剧烈,严重影响适航性。为此提出低-高增益反馈控制和高阶扩张状态观测器(HOESO)补偿相结合的垂向稳定控制策略。[方法]首先,对耦合的双体船垂向运动模型进行近似解耦,将垂荡和... [目的]在恶劣海况下,双体船的垂荡和纵摇运动幅度过大,变化剧烈,严重影响适航性。为此提出低-高增益反馈控制和高阶扩张状态观测器(HOESO)补偿相结合的垂向稳定控制策略。[方法]首先,对耦合的双体船垂向运动模型进行近似解耦,将垂荡和纵摇运动的耦合、波浪扰动等视为集总扰动,将其扩张为3个虚拟状态量,设计HOESO提高扰动估计精度,并将估计值用于前馈补偿。其次,提出低-高增益反馈控制实现垂向运动的闭环稳定,减少低增益反馈控制的保守性,并保证T形翼和压浪板附体输入满足约束。最后,利用Matlab搭建的双体船垂向稳定控制系统进行仿真。[结果]仿真结果表明,所提控制策略能够有效抑制垂荡和纵摇运动幅度,提高垂向运动的稳定性。垂荡位移减小了49.47%,纵摇角减小了53.83%。[结论]该研究成果可为多体船的稳定控制提供参考,且具有一定的实际工程应用意义。 展开更多
关键词 船舶 运动控制 反馈控制 双体船 垂向稳定控制 扩张状态观测器
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基于动态观测器的一类凸多面体不确定系统的鲁棒H_(∞)控制
4
作者 周燕茹 吴运锴 +1 位作者 王康迪 黄德钦 《兰州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期668-676,686,共10页
针对一类含部分不可测状态与外部扰动的不确定系统,在动态观测器框架下探讨其鲁棒H_(∞)控制问题.系统的不确定性被表征为凸多面体形式,依据此类系统的结构特性,设计了相应的降维动态观测器.通过综合应用Lyapunov稳定性理论与变量替换法... 针对一类含部分不可测状态与外部扰动的不确定系统,在动态观测器框架下探讨其鲁棒H_(∞)控制问题.系统的不确定性被表征为凸多面体形式,依据此类系统的结构特性,设计了相应的降维动态观测器.通过综合应用Lyapunov稳定性理论与变量替换法,推导出该鲁棒H∞控制的线性矩阵不等式的可解性条件.在挠性卫星姿态控制系统中进行仿真研究,验证了该结论的可靠性和实用性. 展开更多
关键词 动态观测器 凸多面体不确定性 H_(∞)控制 外部干扰
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基于Luenberger观测器的不确定系统鲁棒状态反馈设计 被引量:1
5
作者 赵东东 闫磊 +2 位作者 周兴文 耿宗盛 阎石 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期492-497,共6页
针对不确定系统测量输出矩阵含有不确定参数的问题,提出一种基于新龙伯格(Luenberger)类型观测器的鲁棒状态反馈设计方法.首先,针对实践中状态变量难以测量的问题,通过观测状态的反馈来进行观测器设计,考虑不确定系统中测量输出矩阵含... 针对不确定系统测量输出矩阵含有不确定参数的问题,提出一种基于新龙伯格(Luenberger)类型观测器的鲁棒状态反馈设计方法.首先,针对实践中状态变量难以测量的问题,通过观测状态的反馈来进行观测器设计,考虑不确定系统中测量输出矩阵含有不确定参数的情况,设计一种新龙伯格类型观测器;其次,在新龙伯格类型观测器基础上,结合多仿射表示和松弛变量框架,得到与李亚普诺夫函数相关的凸线性矩阵不等式(LMI)条件,进而对闭环系统进行基于线性矩阵不等式组的鲁棒稳定性分析;最后,通过实验检验上述条件的可行性,证明该方法的实用性和有效性. 展开更多
关键词 不确定系统 龙伯格观测器 多仿射表示 设计 观测状态
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基于广义比例积分观测器的永磁同步电机鲁棒谐振预测电流控制 被引量:6
6
作者 杨帆 赵希梅 +2 位作者 金鸿雁 王晓东 刘晓源 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期2995-3006,共12页
针对永磁同步电机(PMSM)采用无差拍预测电流控制(DPCC)时,性能易受电机参数失配及死区效应的影响,该文提出一种基于广义比例积分(GPI)观测器的鲁棒谐振预测电流控制(RRPCC)方法。首先,分析PMSM参数失配将产生非周期扰动及逆变器死区效... 针对永磁同步电机(PMSM)采用无差拍预测电流控制(DPCC)时,性能易受电机参数失配及死区效应的影响,该文提出一种基于广义比例积分(GPI)观测器的鲁棒谐振预测电流控制(RRPCC)方法。首先,分析PMSM参数失配将产生非周期扰动及逆变器死区效应会导致周期扰动,进而建立带有非周期和周期性扰动的PMSM精确数学模型;其次,基于内模原理,将包含扰动频率的谐振多项式嵌入电流预测模型,可有效地抑制周期性扰动;最后,采用GPI观测器估计由参数失配引起的集总扰动,并通过前馈补偿消除非周期扰动。实验结果表明,该方法能提高系统面对非周期及周期性扰动时的鲁棒性。 展开更多
关键词 参数失配 GPI观测器 周期扰动 谐振预测电流控制
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降维观测器状态反馈系统的鲁棒容错控制 被引量:1
7
作者 刘志东 刘丽华 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期212-214,225,共4页
对具有不确定参数的连续控制系统,针对传感器失效,研究了鲁棒容错控制器的设计问题。由于系统往往状态不可直接获得,本文给出了当系统采用Luenberger降维观测器实现状态反馈时,既保证闭环系统鲁棒稳定,又保证系统具有完整性的鲁棒容错... 对具有不确定参数的连续控制系统,针对传感器失效,研究了鲁棒容错控制器的设计问题。由于系统往往状态不可直接获得,本文给出了当系统采用Luenberger降维观测器实现状态反馈时,既保证闭环系统鲁棒稳定,又保证系统具有完整性的鲁棒容错控制器的设计方法。数值算例表明了文中提出的控制器设计方法的有效性。 展开更多
关键词 容错控制 降维观测器 状态反馈系统 容错控制
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基于模糊反馈线性化和自适应扩张状态观测器的USM六自由度镇定控制 被引量:1
8
作者 孙非 崔特 +1 位作者 曹宇赫 任超 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期311-318,共8页
水下游动机械臂(USM)作为一种新型的水下机器人,其镇定控制对于水下观测和作业任务的顺利完成具有重要意义。针对USM六自由度镇定控制时,其模型难以准确建立、水流等外部扰动难以观测和6个维度的控制器参数整定困难等问题,提出了一种基... 水下游动机械臂(USM)作为一种新型的水下机器人,其镇定控制对于水下观测和作业任务的顺利完成具有重要意义。针对USM六自由度镇定控制时,其模型难以准确建立、水流等外部扰动难以观测和6个维度的控制器参数整定困难等问题,提出了一种基于模糊反馈线性化和自适应扩张状态观测器的控制方法。首先建立了USM的动力学模型;其次,考虑到USM强非线性和强耦合性的特点,对动力学模型反馈线性化后设计了PD控制器,并引入了模糊控制逻辑调整控制器的参数;同时为减少建模误差和实际水下环境存在各种不确定干扰对控制效果的影响,设计了一种自适应扩张状态观测器来实时补偿模型的不准确性和外扰。最终,在湖中实验测得,所提方案6维均方根误差(RMSE)为0.425 2、0.166 8、0.168 5、0.267 4、0.117 4、1.003 3,较之传统方案有明显的提升,证明了所提方案的有效性。 展开更多
关键词 水下游动机械臂(USM) 反馈线性化 模糊控制 自抗扰 自适应扩张状态观测器
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基于扩张状态观测器的电力系统非线性鲁棒协调控制 被引量:23
9
作者 余涛 朱守真 +1 位作者 沈善德 李东海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期1-5,共5页
该文提出了一种基于扩张状态观测器的非线性鲁棒协调控制方法(Extended-State-Observer based Nonlinear RobusCoordinated Control, ENRCC):将电力系统对象归纳为一类内环为非线性系统、外环为伪线性系统的多输入多输出对象。在此基础... 该文提出了一种基于扩张状态观测器的非线性鲁棒协调控制方法(Extended-State-Observer based Nonlinear RobusCoordinated Control, ENRCC):将电力系统对象归纳为一类内环为非线性系统、外环为伪线性系统的多输入多输出对象。在此基础上,完整地阐述了 ENRCC 的控制原理:利用一簇低阶扩张状态观测器对内环非线性系统进行动态反馈线性化和解耦设计,利用线性鲁棒控制方法对已线性化的内环系统和外环伪线性系统进行预期动力学设计,最终可实现观测器+线性化+鲁棒协调控制三者的有机结合。实例仿真结果表明:该控制规律严谨简单,方法原理直观清晰,便于工程应用,具有很强的适应性和鲁棒性,能有效地解决一类 不确定+非线性+分散性的电力系统多输入多输出(MIMO)对象的控制问题。 展开更多
关键词 电力系统 非线性协调控制 扩张状态观测器 控制 无源性理论 数学模型
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具有状态观测器的鲁棒重复控制系统设计 被引量:8
10
作者 周兰 吴敏 +1 位作者 佘锦华 何勇 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期942-948,共7页
针对一类时变不确定系统,研究基于状态观测器的鲁棒重复控制系统设计问题.通过状态观测器重构系统状态,利用重构状态进行状态反馈.基于2维系统稳定性理论,应用线性矩阵不等式(LMI)方法,推导出了重复控制系统存在状态观测器和重复控制器... 针对一类时变不确定系统,研究基于状态观测器的鲁棒重复控制系统设计问题.通过状态观测器重构系统状态,利用重构状态进行状态反馈.基于2维系统稳定性理论,应用线性矩阵不等式(LMI)方法,推导出了重复控制系统存在状态观测器和重复控制器的一个LMI条件,并用LMI的可行解给出了状态观测器和重复控制器参数的具体形式.最后用数值仿真验证了本文所提方法的有效性. 展开更多
关键词 不确定系统 状态观测器 重复控制 线性矩阵不等式
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基于状态观测器的线性不确定多时滞系统的鲁棒控制 被引量:5
11
作者 段玉波 张会珍 +2 位作者 赵万春 周鸾杰 邵克勇 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2004年第5期58-60,64,共4页
研究了线性不确定多时滞系统基于观测器的鲁棒控制器设计问题;利用线性矩阵不等式(LMI)理论,给出了基于观测器的鲁棒控制器存在的充分条件,同时给出了相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器;仿真结果表明了它的实用性.
关键词 观测器 状态反馈 控制 不确定系统
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基于状态观测器系统的鲁棒容错控制 被引量:7
12
作者 黄长水 孙继涛 董德存 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期764-767,共4页
针对一类带有数值界不确定性的状态观测器系统 ,设计了使其保持闭环系统鲁棒稳定的反馈控制律 ,对传感器故障具有完整性 ,并且控制器的选取仅依赖于一组LMI .由于Matlab中有关于LMI解法的专门命令 ,从而使得计算方法简单和有效 .
关键词 容错控制 稳定 状态观测器
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基于微分同坯映射和扩张状态观测器的鲁棒励磁控制器设计 被引量:3
13
作者 李天云 朱建华 +1 位作者 袁明哲 于兴林 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期131-135,共5页
通过微分同坯映射将仿射非线性系统方程的非线性因素转换到含有控制输入的状态方程,转换后的系统中所有不确定项都归结到扩张状态变量中。利用扩张状态观测器观测该部分,并经状态反馈将其线性化。由于实际系统存在观测误差和模型误差,... 通过微分同坯映射将仿射非线性系统方程的非线性因素转换到含有控制输入的状态方程,转换后的系统中所有不确定项都归结到扩张状态变量中。利用扩张状态观测器观测该部分,并经状态反馈将其线性化。由于实际系统存在观测误差和模型误差,为了进一步考虑反馈线性之后系统的不确定性,将鲁棒控制引入励磁控制器的设计之中,使得设计的控制器具有更好的鲁棒性,最后在Matlab上进行仿真试验。仿真结果证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 扩张状态观测器 微分同坯映射 励磁系统 控制
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不确定变时滞系统的状态观测器与基于观测器的鲁棒控制器设计 被引量:3
14
作者 关新平 林志云 +1 位作者 段广仁 李泉林 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期405-408,共4页
研究了具有变时滞的不确定系统的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器设计问题 ,其中不确定性是时变的 ,不要求满足匹配条件 .通过构造增广系统 ,利用线性矩阵不等式( L MI)方法 ,获得了该不确定系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒... 研究了具有变时滞的不确定系统的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器设计问题 ,其中不确定性是时变的 ,不要求满足匹配条件 .通过构造增广系统 ,利用线性矩阵不等式( L MI)方法 ,获得了该不确定系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件 。 展开更多
关键词 控制 不确定时滞系统 状态观测器
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基于通用扩张状态观测器的鲁棒飞行控制方法 被引量:2
15
作者 张银辉 杨华波 +1 位作者 江振宇 张为华 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期94-99,共6页
针对参数不确定、外界干扰与测量噪声情况下飞行控制问题,提出一种基于通用扩张状态观测器的鲁棒飞行控制方法。基于状态相关的Riccati方程控制方法对飞行器俯仰通道非线性模型进行扩展线性化;引入基于通用扩张状态观测器的控制方法,设... 针对参数不确定、外界干扰与测量噪声情况下飞行控制问题,提出一种基于通用扩张状态观测器的鲁棒飞行控制方法。基于状态相关的Riccati方程控制方法对飞行器俯仰通道非线性模型进行扩展线性化;引入基于通用扩张状态观测器的控制方法,设计干扰补偿增益,实现对外界干扰的估计与补偿;通过在线解算状态相关矩阵及代数黎卡提方程,得出状态反馈增益与干扰补偿增益,实现对飞行器期望攻角的跟踪控制。与已有方法对比表明,所提方法不仅对系统模型不确定性与外界干扰具有较强的鲁棒性,而且在较大测量噪声情况下,其依然能够保证良好的跟踪控制效果,具有较强的工程应用价值。 展开更多
关键词 通用扩张状态观测器 状态相关的Riccati方程 飞行控制
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Lipschitz非线性离散系统基于观测器的鲁棒镇定控制设计
16
作者 鲁润翰 于晓 《应用数学》 北大核心 2024年第3期779-791,共13页
本文研究Lipschitz非线性离散时间系统的基于观测器的鲁棒镇定控制问题.首先,针对Lipschitz非线性离散系统,应用微分中值定理和线性参变系统理论,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出基于观测器的鲁棒镇定控制设计的充分条件.随后,将设计... 本文研究Lipschitz非线性离散时间系统的基于观测器的鲁棒镇定控制问题.首先,针对Lipschitz非线性离散系统,应用微分中值定理和线性参变系统理论,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出基于观测器的鲁棒镇定控制设计的充分条件.随后,将设计结果进一步推广,针对含干扰的Lipschitz非线性离散系统进行H∞性能分析,实现了基于观测器的鲁棒H∞镇定控制,同时给出观测器增益矩阵和控制器增益矩阵的一步求解算法.最后,通过两个数值例子验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 LIPSCHITZ非线性系统 观测器 输出反馈 H∞控制
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利用降维状态观测器离散系统的鲁棒容错控制 被引量:1
17
作者 刘志东 刘丽华 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期314-316,共3页
研究了线性离散不确定系统的鲁棒容错控制问题。针对线性离散控制系统存在不确定性和传感器失效的情况,利用降维观测器估计系统的状态,并基于估计的状态构成鲁棒容错控制律。给出了闭环系统具有鲁棒容错特性的充分条件。数值算例表明了... 研究了线性离散不确定系统的鲁棒容错控制问题。针对线性离散控制系统存在不确定性和传感器失效的情况,利用降维观测器估计系统的状态,并基于估计的状态构成鲁棒容错控制律。给出了闭环系统具有鲁棒容错特性的充分条件。数值算例表明了算法的有效性。 展开更多
关键词 离散系统 容错控制 降维状态观测器
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不确定时滞组合系统基于状态观测器的鲁棒分散可靠控制 被引量:1
18
作者 徐兆棣 李晓毅 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期224-228,共5页
研究一类包含状态时滞和参数不确定性的不确定时滞组合系统基于状态观测器的鲁棒分散可靠控制问题。目的是设计分散状态观测器和基于此观测器的线性动态输出反馈控制器,使得对于任意容许的不确定性以及在每一个子系统中预先指定的执行... 研究一类包含状态时滞和参数不确定性的不确定时滞组合系统基于状态观测器的鲁棒分散可靠控制问题。目的是设计分散状态观测器和基于此观测器的线性动态输出反馈控制器,使得对于任意容许的不确定性以及在每一个子系统中预先指定的执行器子集合内执行器的失效,相应的闭环系统渐近稳定。 展开更多
关键词 不确定时滞组合系统 状态观测器 分散可靠控制 俸镇定
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卷到卷制程中基于降维观测器的优化状态反馈控制方法
19
作者 何展鹏 陈智华 +1 位作者 黄学勤 马东 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期1130-1137,共8页
卷到卷(roll-to-roll,R2R)制程普遍应用于柔性材料的量化生产中,其套色精度是产品质量的关键因素。R2R制程是一个多输入多输出、强耦合的复杂生产过程,实现高速高精度套色控制是其基本要求。首先,根据R2R印刷系统的状态空间模型,设计了... 卷到卷(roll-to-roll,R2R)制程普遍应用于柔性材料的量化生产中,其套色精度是产品质量的关键因素。R2R制程是一个多输入多输出、强耦合的复杂生产过程,实现高速高精度套色控制是其基本要求。首先,根据R2R印刷系统的状态空间模型,设计了基于降维观测器的状态反馈控制方法,同时通过粒子群优化算法对状态反馈的极点进行优化,实现了套色误差的高精度控制。将提出的套色控制方法与最新发表的全解耦比例微分(fully decoupled proportional-derivative,FDPD)套色控制方法进行对比,所提方法在套色精度上获得了50%~80%的提升,调节时间缩短了50%~65%,控制量绝对值之和仅为FDPD控制方法的46%~57%,这不仅减少了对执行机构的冲击,也节约了能量。对比结果证实了降维观测器的估值准确性,也表明所提方法能够明显提高控制性能。 展开更多
关键词 卷到卷制程 降维观测器 状态反馈控制 粒子群优化算法 极点优化
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基于状态观测器的一类混沌系统鲁棒控制
20
作者 王宝华 王永成 +1 位作者 杨成梧 吴健荣 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期457-460,共4页
运用状态反馈线性化与线性H∞ 鲁棒控制相结合的方法 ,设计了含外界干扰的混沌系统的非线性鲁棒控制器 ;利用混沌系统的自身特性设计了状态观测器来估计系统的未知状态 ,从而实现了混沌系统的状态观测器—鲁棒控制器设计。运用这一方法... 运用状态反馈线性化与线性H∞ 鲁棒控制相结合的方法 ,设计了含外界干扰的混沌系统的非线性鲁棒控制器 ;利用混沌系统的自身特性设计了状态观测器来估计系统的未知状态 ,从而实现了混沌系统的状态观测器—鲁棒控制器设计。运用这一方法对R¨ossler混沌系统设计混沌控制器 。 展开更多
关键词 状态观测器 控制 反馈线性化 混沌控制 干扰
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