执行器饱和的随机Markov切换系统的观测器设计

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2016.01.001

东北大学学报:自然科学版 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (1): 1-5.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2016.01.001

• 信息与控制 • 下一篇

执行器饱和的随机Markov切换系统的观测器设计

高宪文¹，杜津名^1,2，齐文海¹

(1.东北大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳 110819; 2.中国人民解放军93116部队，辽宁沈阳110141)

收稿日期:2014-11-24 修回日期:2014-11-24 出版日期:2016-01-15 发布日期:2016-01-08
通讯作者: 高宪文
作者简介:高宪文(1955-)，男，辽宁盘锦人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(61433004，61573088).

Observer Design for Stochastic Markov Switching Systems with Actuator Saturation

GAO Xian-wen¹， DU Jin-ming^1,2， QI Wen-hai¹

1.School of Information Science & Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China; 2. Unit of 93116， PLA， Shenyang 110141， China.

Received:2014-11-24 Revised:2014-11-24 Online:2016-01-15 Published:2016-01-08
Contact: DU Jin-ming
About author:-
Supported by:
-

摘要/Abstract

摘要： 利用直接法对转移概率是部分未知的，并且具有执行器饱和现象的随机Markov切换系统进行稳定性分析.通过引入自由连接权矩阵降低系统的保守性.首先，针对此类随机Markov切换系统，充分考虑转移概率中元素之间的特性，通过构建参数依赖型Lyapunov函数，并设计观测器确保闭环饱和系统的随机稳定性.然后，在线性矩阵不等式的框架下，得到均方意义下的最大不变吸引域，并将其归结为求解一组线性矩阵不等式的可行性问题.最后，数值仿真算例验证本方法的有效性.

关键词: Markov切换系统, 转移概率部分未知, 执行器饱和, 随机稳定性, 观测器

Abstract: The direct approach was used to study the stochastic Markov switching system with partly unknown transition probabilities and actuator saturation considering the problem of stochastic stability analysis. Through using free connection weight matrix， the conservation of the system would be decreased. Firstly， for stochastic Markov switching systems， by considering the properties of the relationship between the transition probabilities， the observer was designed to guarantee the stochastic stability of the closed-loop saturated system based on the parameter-dependent Lyapunov function. And then， the largest contraction invariant set in the mean square sense was proposed in the framework of linear matrix inequalities (LMIs). Finally， a numerical example was given to demonstrate the effectiveness of the method.

Key words: Markov switching systems, partly unknown transition probabilities, actuator saturation, stochastic stability;observer

中图分类号:

TP13

高宪文，杜津名，齐文海. 执行器饱和的随机Markov切换系统的观测器设计[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(1): 1-5.

GAO Xian-wen， DU Jin-ming， QI Wen-hai. Observer Design for Stochastic Markov Switching Systems with Actuator Saturation[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2016, 37(1): 1-5.

参考文献

[1]Chen W H，Xu J X，Guan Z H.Guaranteed cost control for uncertain Markovian jump systems with mode-dependent time-delays［J］.IEEE Transactions on Automatic Control，2003，48(12):2270-2277.
[2]Ding Y C，Zhu H，Zhong S M，et al.H_∞ filtering for stochastic systems with Markovian switching and partly unknown transition probabilities［J］.Circuits，Systems，and Signal Processing，2013，32(2):559-583.
[3]Liu Y Q，Liu F.Disturbance rejection for Markov jump systems with partly unknown transition probabilities and saturation［J］.Circuits，Systems，and Signal Processing，2013，32(6):2783-2797.
[4]Zhao J J，Wang J，Shen H.Dynamic anti-windup control design for Markovian jump delayed systems with input saturation［J］.Circuits，Systems，and Signal Processing，2013，32(5):2213-2229.
[5]Hu T， Lin Z， Chen B M.An analysis and design method for linear systems subject to actuator saturation and disturbance［J］.Automatica，2002，38(2):351-359.
[6]Zuo Z Q，Wang Y J.On enlarging the domain of attraction for linear systems subject to actuator saturation［J］.International Journal of General Systems，2008，37(2):239-248.
[7]Zuo Z Q，Ho D W C，Wang Y J.Fault tolerant control for singular systems with actuator saturation and nonlinear perturbation［J］.Automatica，2010，46(3):569-576.
[8]Li Y，Lin Z.Design of saturation-based switching anti-windup gains for the enlargement of the domain of attraction［J］.IEEE Transactions on Automatic Control，2013，58(7):1810-1816.
[9]Ai Z D，Zong G D.Finite-time stochastic input-to-state stability of impulsive switched stochastic nonlinear［J］.Systems，Applied Mathematics and Computation，2014，245(10):462-473.
[10]Shen M Q，Ye D.Improved fuzzy control design for nonlinear Markovian-jump systems with incomplete transition descriptions［J］.Fuzzy Sets and Systems， 2013，217(4):80-95.
[11]Wu Z G，Shi P，Su H Y，et al.Stochastic synchronization of Markovian jump neural networks with time-varying delay using sampled-data［J］.IEEE Transactions on Cybernetics， 2013，43(6):1796-1806.

[1]	王宏伟，张昊天，韩杰，刘晨宇. 不确定车辆电子稳定控制系统传感器故障估计[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2023, 44(1): 1-8.
[2]	王宏伟，王倩玉，韩杰，张昊天. 基于观测器的车辆电子稳定控制系统执行器故障重构[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 313-320.
[3]	于洪亮，王旭，杨丹，李维军. 基于电流观测器的链式STATCOM反步控制方法[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(6): 761-767.
[4]	杨冬梅，王傲. 基于观测器的时滞T-S模糊广义切换系统的异步无源控制[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(11): 1521-1526.
[5]	刘芳，李卓，苏卫星，刘阳. 阶次自适应AR等效电路模型的锂电池SOC滑模观测[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(10): 1376-1385.
[6]	刘震，苗述，李汶浍，刘晶晶. 基于Super-Twisting滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(5): 741-746.
[7]	张雪峰，刘博豪. 带有传感器故障的不确定分数阶系统观测器设计[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(5): 619-624.
[8]	连莲，高宪文，齐文海. 一般不确定转移速率下Markov切换系统的弹性控制器[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(4): 457-461.
[9]	齐文海，李新，高宪文. 执行器饱和的分段齐次Markov跳变系统的镇定[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(4): 462-466.
[10]	齐文海，李岳响，崔秀丽. 执行器饱和的随机Markov跳变系统非脆弱有限时间镇定[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(9): 1230-1234.
[11]	窦景欣，孔祥希，闻邦椿. 四旋翼姿态的反步滑模自抗扰控制及稳定性[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(10): 1415-1420.
[12]	杨东，赵军. 一类带有执行器故障的随机跳跃系统的可靠控制[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2015, 36(2): 153-156.
[13]	邢伟，孙阳，戴良萃. 基于观测器的时延网络控制系统稳定性[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2014, 35(4): 457-460.
[14]	杨冬梅，张静. 不确定时滞Lur’e控制系统的鲁棒H∞观测器设计[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2013, 34(3): 305-307.
[15]	王旭;邢岩;刘岩;杨丹;. 永磁同步电机无速度传感器的直接转矩控制系统[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2012, 33(5): 618-621.

执行器饱和的随机Markov切换系统的观测器设计

Observer Design for Stochastic Markov Switching Systems with Actuator Saturation

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价