摘要：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。

摘要：针对具有执行器故障且状态方程和输出方程同时受到外部扰动影响的离散系统,研究了降维观测器设计方法和基于多胞体理论的区间估计方法,并在此基础上提出了基于区间估计的执行器故障检测方法。首先,通过适当的状态等价变换,将原系统分解成2个降维子系统,使得一个子系统可以直接解耦干扰。然后,在无执行器故障发生的前提下,基于对干扰解耦的子系统,提出了一种降维观测器设计方法,实现了原系统状态的渐近收敛估计。其次,针对具有干扰的子系统,设计了Luenberger型观测器,并结合多胞体理论,提出了一种对可测输出的区间估计方法。之后,基于可测输出的区间估计,提出了一种残差的构造方法,以此提出了一种执行器故障检测新方法。最后,给出了仿真设计和分析,验证了方法的有效性。

摘要：针对同时含有未知输入和测量干扰的不确定系统研究了全维和降维观测器设计问题.首先,利用待定系数法给出了全维观测器的结构和存在条件.该条件完全由原系统的系统矩阵给出,易于检验.对于降维观测器,为了消除测量干扰的影响,提出了一种新的测量输出构造方法,使得新构造的测量输出不再包含干扰信号.此外,证明了全维和降维观测器存在条件的内在统一性,即全维观测器所需要满足的观测器匹配条件和强可检测条件在研究降维观测器所要讨论的新的系统中都可以得到保持.因而,在全维观测器存在条件下,也可以设计一个相应的降维观测器.最后,给出了一个数值例子验证所提方法的有效性.

摘要：针对一类含有未知输入和测量噪声的线性离散时间马尔可夫跳变系统,设计了一种降维观测器,可以对系统中的未知输入和测量噪声同时解耦。以线性矩阵不等式的形式给出观测器存在的充分条件,并确保误差系统有限时间随机稳定;之后利用一种代数重构的思想实现了未知输入的估计;最后通过数值仿真验证了所提方法的有效性。

摘要：在观测器匹配条件不满足的情况下,针对一类线性时不变系统,探讨了一种降维观测器设计的问题.基于输出对未知输入相关度的概念,构造辅助输出,使得匹配条件得以满足.在假设辅助输出可测时提出了一种降维观测器的设计方法.实际上,辅助输出不完全可测,使用高增益观测器观测的辅助输出估计值代替辅助输出设计降维观测器.状态估计误差在特定的封闭球体内最终一致有界,通过改变观测器参数可以调节封闭球体的半径.对一个五阶系统设计降维观测器,仿真结果表明,降维观测器和滑模观测器具有同样良好的观测效果.

摘要：针对不确定性非线性系统,讨论基于观测器的执行器故障的检测和重构方法.首先,通过设计滑模全维观测器,产生对干扰具有鲁棒性、对故障具有敏感性的残差,来达到故障检测的目的;然后,设计能直接消去干扰和故障影响的降维观测器来达到状态渐近收敛估计,并在此基础上,提出故障重构方法;基于微分方程的数值解方法和函数微分的数值解方法,给出一种故障重构的数值解方法;最后,对一个实际模型进行仿真,结果表明了该方法的实用性.

摘要：对一般形式的非线性系统,引入了Lyapunov稳定意义下观测器存在性的概念,讨论了降维观测器的存在性.指出若相对于一特别形式的Lyapunov函数在Lyapunov稳定意义下存在全维观测器,则还存在降维观测器,并给出了降维观测器之设计方法.为说明该方法的指导意义,用该方法相对于Lipschitz非线性系统给出了降维观测器设计,并对该设计相对于一具体模型进行了仿真分析,仿真结果表明了该设计方法的正确性及实用性.

摘要：针对尿素选择性催化还原(urea-SCR)系统氨覆盖率状态变量不可测量问题,在输入-状态稳定性理论(ISS)框架下设计了一款降维观测器。为保证观测器误差动态的鲁棒性,将温度、废气流量传感器测量等模型误差看作外部扰动,在ISS理论框架下进行了分析。为了提高观测器对噪声的鲁棒性并减少估计的静态误差,本文通过线性矩阵不等式(LMI)和凸优化得到了尽可能小的观测器增益。在enDYNA精确发动机模型的FTP75测试循环下进行了瞬态仿真,与普通的机理观测器对比表明,本文提出的降维观测器对外界干扰和参数不确定性具有更强的鲁棒性。

摘要：针对一类混沌系统,当不满足观测器匹配条件时,讨论了基于观测器的混沌同步及保密通讯问题.通过设计辅助驱动信号,使得观测器匹配条件得以满足.为了处理辅助驱动信号中的未知变量,使用高增益观测器作为近似微分器,不仅给出了辅助驱动信号的估计值,还给出了辅助驱动信号的微分估计值.基于辅助驱动信号的估计值,提出了一种能与非线性项和干扰影响解耦的降维观测器作为响应系统,达到了与驱动系统的同步.在同步的基础上,再基于辅助驱动信号及其微分的估计值,提出了一种保密信息还原的方法.最后,针对Rssler系统进行仿真,仿真结果表明所提出的方法是有效的.

摘要：针对系统状态易受外界干扰的情况,设计一种干扰解耦降维观测器。在设计上为了切合实际,考虑测量机构中含有未知输入的情况,提出在不丢失任何信息的情况下将测量机构中的未知输入通过一个简单的代数变换消除,对测量机构中不含有未知输入的观测器进行了降维设计。给出观测器存在的充分必要条件。观测器的存在条件仅依赖于自身,这种设计比较合理。这种观测器由于才用了降维设计所以结构简单、直接、便于应用。仿真试验表明了所提方法的有效性。