带有大输出时滞的ODE-热方程级联系统的观测器设计

为了估计系统的状态并补偿输出时滞,本文提出一种新颖的观测器设计方法应用在常微分方程(ODE)-热方程级联系统中.不同于传统观测器的设计方法,该方法的核心思想是将大时滞划分为若干段小时滞,再设计一串级联的子观测器逐步地估计系统的状态.这种方法的优势在于对于大时滞仍有效.本文通过backstepping-like方法实现了原系统与目标系统的等价变换,结合Lyapunov-Krasovskii方法和线性矩阵不等式理论,得到了误差系统指数稳定的结果.最后,通过仿真实例验证了级联观测器的有效性....

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Published in控制理论与应用 Vol. 40; no. 8; pp. 1417 - 1425
Main Authors 张静, 康文
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京理工大学信息安全的数学理论与计算机工业和信息化部重点实验室,北京102488 01.08.2023
北京科技大学自动化学院,北京100083%北京理工大学数学与统计学院,北京100081
Subjects
偏微分方程与常微分方程(PDE-ODE)级联系统
backstepping-like方法
PDE-ODE cascaded systems
backstepping-like method
稳定性
级联观测器
stability
cascade observer
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ISSN1000-8152
DOI10.7641/CTA.2022.10908

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Summary:为了估计系统的状态并补偿输出时滞,本文提出一种新颖的观测器设计方法应用在常微分方程(ODE)-热方程级联系统中.不同于传统观测器的设计方法,该方法的核心思想是将大时滞划分为若干段小时滞,再设计一串级联的子观测器逐步地估计系统的状态.这种方法的优势在于对于大时滞仍有效.本文通过backstepping-like方法实现了原系统与目标系统的等价变换,结合Lyapunov-Krasovskii方法和线性矩阵不等式理论,得到了误差系统指数稳定的结果.最后,通过仿真实例验证了级联观测器的有效性.
ISSN:1000-8152
DOI:10.7641/CTA.2022.10908