幾類時滯飽和系統(tǒng)H∞濾波器設(shè)計與應(yīng)用.pdf

1、在控制系統(tǒng)的設(shè)計及信號處理中，H∞濾波問題都具有重要的理論和實際意義，受到了廣泛的關(guān)注和研究.H∞濾波的目標(biāo)是設(shè)計一個動態(tài)系統(tǒng)，使其對應(yīng)的濾波誤差對于參數(shù)、外部噪聲等不確定因素具有一定的魯棒抗干擾性能.它不必獲取系統(tǒng)外部噪聲的先驗知識，也不要求精確的數(shù)學(xué)模型，只要求系統(tǒng)的擾動有界即可，這些特性使得H∞濾波在實際工程中具有重要的應(yīng)用價值.但是實際工程中，系統(tǒng)往往會受到多種外部因素的影響.這些因素會限制系統(tǒng)的運(yùn)行，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，性能指標(biāo)變

2、壞甚至造成嚴(yán)重的后果，在濾波器設(shè)計時必須予以考慮.其中較為突出的為飽和與時滯因素的限制，得到了人們的廣泛關(guān)注.但目前基于時滯與飽和的H∞濾波器設(shè)計一般是單獨(dú)考慮時滯或飽和因素的影響，而且大多為線性系統(tǒng)的濾波器設(shè)計，對于一般的非線性系統(tǒng)，則研究較少.
　　本論文研究了幾類時滯飽和系統(tǒng)的H∞濾波器設(shè)計及應(yīng)用問題，主要包括以下幾方面的內(nèi)容:
　　1.研究了一類同時存在時滯（含常時滯和時變時滯兩種情形）與飽和的線性系統(tǒng)魯棒H∞濾波器

3、設(shè)計問題.給出了一種線性濾波器的結(jié)構(gòu)，提出一種新的設(shè)計方法.該方法應(yīng)用Lyapunov-Krasovskii穩(wěn)定性理論和線性矩陣不等式(LMIs)方法，來分析和設(shè)計系統(tǒng)的H∞濾波器，以保證濾波誤差系統(tǒng)漸近穩(wěn)定，并使濾波器達(dá)到H∞性能指標(biāo).濾波器參數(shù)通過求解線性矩陣不等式來確定.并通過例子以及與已有成果的比較驗證了所得方法的有效性及優(yōu)越性.
　　2.分別設(shè)計了非線性時滯與飽和Hamilton系統(tǒng)的魯棒H∞濾波器.首先提出了一種基于H

4、amilton系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的非線性濾波器的結(jié)構(gòu)，然后給出了相關(guān)的魯棒H∞濾波器的設(shè)計方法，該方法充分考慮了時滯與飽和因素的影響，構(gòu)造了與Hamilton系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的Lyapunov函數(shù)，給出了針對時滯（常時滯與變時滯）和飽和的處理方法.最后用仿真例子證明了方法的有效性.
　　3.利用Hamilton系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性和T-S模糊控制的思想研究了一般非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性及H∞濾波器設(shè)計問題.在充分考慮Hamilton系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性的前提下，應(yīng)用

5、T-S模糊控制的思想首先將該非線性系統(tǒng)模糊化為多個模糊Hamilton子系統(tǒng)，然后分析了其穩(wěn)定性，給出了一種模糊H∞濾波器的設(shè)計方法，并用例子加以驗證.
　　4.針對非線性Hamilton網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，討論了其魯棒H∞控制及濾波問題.對于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中存在不確定網(wǎng)絡(luò)時延與丟包的問題，通過合理的假設(shè)及處理方法，將這些網(wǎng)絡(luò)特有的性質(zhì)轉(zhuǎn)換為時變時滯，得到了滿足H∞性能指標(biāo)的執(zhí)行器飽和及未飽和時的控制器及濾波器.最后通過電路系統(tǒng)的例子驗證了方法的