Bộ quan sát trạng thái bền vững H∞ cho hệ thống phi tuyến lipschitz với thông số thay đổi: Phương pháp chia lưới
Tóm tắt: 99
| 
PDF: 108 
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
Từ khóa:
Bộ quan sát bền vững H_∞
Bất phương trình ma trận tuyến tính
Hệ thống phi tuyến với thông số thay đổi
phương pháp chia lưới.
Tóm tắt
Bài báo trình bày thiết kế bộ quan sát trạng thái bền vững H∞ cho hệ thống phi tuyến Lipschitz với thông số thay đổi bằng phương pháp chia lưới. Trong đó, ảnh hưởng của nhiễu lên sai số ước lượng được giảm thiểu bằng cách sử dụng chuẩn hệ thống H∞, trong khi đó thành phần phi tuyến được bao lại bởi hệ một điều kiện Lipschitz. Dựa vào phân tích ổn định của hệ thống bằng hàm Lyapunov phụ thuộc, bài toán thiết kế bộ quan sát được đưa về dạng bài toán giải bất phương trình ma trận tuyến tính LMI phụ thuộc bằng phương pháp chia lưới. Sau đó, bộ quan sát được áp dụng vào ước lượng trạng thái của hệ thống treo bán tích cực để đánh giá hiệu quả của phương pháp đề xuất. Các kết quả mô phỏng thể hiện được hiệu quả của phương pháp đề xuất.
Tài liệu tham khảo
-
[1] Kalman, R. E., "A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems." J. Basic Eng., vol. 82, no.1, 1960, p. 35–45, https://doi.org/10.1115/1.3662552.
[2] Kalman, R. E., and Bucy, R. S., "New Results in Linear Filtering and Prediction Theory." J. Basic Eng., vol. 83, no. 1, 1961, p. 95–108, https://doi.org/10.1115/1.3658902.
[3] Luenberger, D. G., “Observing the state of a linear system”, IEEE transactions on military electronics, vol. 8, no. 2, 1964, p. 74-80.
[4] Pham, T. P., Sename, O., & Dugard, L. (2021). A nonlinear parameter varying observer for real‐time damper force estimation of an automotive electro‐rheological suspension system. International Journal of Robust and Nonlinear Control, vol. 31, no. 17, 2021, p.8183-8205, https://doi.org/10.1002/rnc.5583.
[5] Wang Y, Rajamani R, Bevly DM. “Observer design for parameter varying differentiable nonlinear systems, with application to slip angle estimation”, IEEE Transaction on Automatic Control, vol. 62, no. 4, 2016, p. 1940-1945.
[6] Raissi, T., Efimov, D., Zolghadri, A., “Interval state estimation for a class of nonlinear systems”, IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 57, no. 1, 2011, p. 260-265.
[7] Pertew, A. M., Marquez, H. J., Zhao, Q. “H_infinity observer design for lipschitz nonlinear systems”, IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 51, no. 7, 2006, p. 1211-1216.
[8] Darouach, M., Boutat-Baddas, L., Zerrougui, M., “H∞ observers design for a class of nonlinear singular systems”, Automatica, vol. 47, no. 11, 2011, p. 2517-2525.
[9] Rajamani, R., “Observers for Lipschitz nonlinear systems”, IEEE transactions on Automatic Control, vol. 43, no. 3, 1998, p. 397-401.
[10] Darouach, M., Zasadzinski, M., Xu, S. J., “Full-order observers for linear systems with unknown inputs”, IEEE transactions on automatic control, vol. 39, no. 3, 1994, p. 606-609.
[11] Koenig, D., Marx, B., Varrier, S., “Filtering and fault estimation of descriptor switched systems”, Automatica, vol. 63, 2016, p. 116-121.
[12] Ha, Q. P., Trinh, H., “State and input simultaneous estimation for a class of nonlinear systems”, Automatica, vol. 40, no. 10, 2004, p. 1779-1785.
[13] T-P. Pham, O. Sename and L. Dugard, “Design and Experimental Validation of an H∞ Observer for Vehicle Damper Force Estimation”, IFAC-PapersOnLine, vol. 52, no. 5, 2019, p. 673-678.
[14] T-P. Pham, O. Sename and L. Dugard, “LPV force observer design and experimental validation from a dynamical semi-active ER damper model”, IFAC-PapersOnLine, vol. 52, no. 17, 2019, p. 60-65.
[15] Pham, T.-P., Tran, G. Q. B., Sename, O., Phan, T. T. V., Hoang, D., Nguyen, Q. D. (2022) “Real-time Damper Force Estimation for Automotive Suspension: A Generalized H2/LPV Approach”, Periodica Polytechnica Transportation Engineering, 50(4), pp. 309–317. https://doi.org/10.3311/PPtr.20076
[16] Dugard, L., Sename, O., Aubouet, S., Talon, B., “Full vertical car observer design methodology for suspension control applications”, Control Engineering Practice, vol. 20, no. 9, 2012, p. 832-845.
[17] Tudón-Martínez, J. C., Fergani, S., Sename, O., Martinez, J. J., Morales-Menendez, R., Dugard, L., “Adaptive road profile estimation in semiactive car suspensions”, IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 23, no. 6, 2015, p. 2293-2305.
[18] Pham, D. D., Duong, H. T., & Suh, Y. S., “Walking monitoring for users of standard and front-wheel walkers”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 66, no. 12, 2017, p. 3289-3298.
[19] D. Dưởng and Đ. Q. Vinh, “Kết hợp cảm biến quán tính và một cảm biến khoảng cách trong ước lượng chuyển động bàn chân”, VCCA 2019, 2019.
[20] Morato, M. M., Sename, O., Dugard, L., & Nguyen, M. Q. Fault estimation for automotive electro-rheological dampers: LPV-based observer approach. Control Engineering Practice, vol. 85, 2019, p.11-22.
[21] Do, M. H., Koenig, D., Theilliol, D., “Robust H∞ proportional-integral observer-based controller for uncertain LPV system”, Journal of the Franklin Institute, vol. 357, no. 4, 2020, p. 2099-2130.
[22] Delgado-Aguiñaga, J. A., Besancon, G., Begovich, O., & Carvajal, J. E., “Multi-leak diagnosis in pipelines based on Extended Kalman Filter”. Control Engineering Practice, vol 49, 2016, p. 139-148.
[23] Koenig, D., Mammar, S., “Design of proportional-integral observer for unknown input descriptor systems”, IEEE transactions on automatic control, vol. 47, no. 12, 2002, p. 2057-2062.
[24] Koenig, D., “Unknown input proportional multiple-integral observer design for linear descriptor systems: application to state and fault estimation”, IEEE Transactions on Automatic control, vol. 50, no. 2, 2005, p. 212-217.
[25] Komachali, F. P., Shafiee, M., Darouach, M., “Design of unknown input fractional order proportional–integral observer for fractional order singular systems with application to actuator fault diagnosis”, IET Control Theory and Applications, vol. 13, no. 14, 2019, p. 2163-2172.
[26] T-P. Pham, O. Sename and L. Dugard, “Unified H∞ Observer for a Class of Nonlinear Lipschitz Systems: application to a real ER Automotive Suspension”, IEEE Control Systems Letters, vol. 3, no. 4, 2019, p. 817-822.
[27] Q. B. Tran, T-P. Pham, O Sename, “Multi-objective Unified qLPV Observer: Application to a Semi-active Suspension System”, IFAC-PapersOnLine, vol. 54, no. 8, 2021, p. 136-141.
[28] Gao, N., Darouach, M., Voos, H., Alma, M., “New unified H∞ dynamic observer design for linear systems with unknown inputs”, Automatica, vol. 65, 2016, p. 43-52.
[29] Pérez‐Estrada, A. J., Osorio‐Gordillo, G. L., Darouach, M., Alma, M., Olivares‐Peregrino, V. H., “Generalized dynamic observers for quasi‐LPV systems with unmeasurable scheduling functions”, International Journal of Robust and Nonlinear Control, vol. 28, no. 17, 2018, p. 5262-5278.
[30] Pérez-Estrada, A. J., Osorio-Gordillo, G. L., Alma, M., Darouach, M., Olivares-Peregrino, V. H., “H∞ generalized dynamic unknown inputs observer design for discrete LPV systems. Application to wind turbine”, European Journal of Control, vol. 44, 2018, p. 40-49.
[31] Osorio-Gordillo, G. L., Darouach, M., Astorga-Zaragoza, C. M., Boutat-Baddas, L., “Generalised dynamic observer design for Lipschitz non-linear descriptor systems”, IET Control Theory and Applications, vol. 13, no. 14, 2019, p. 2270-2280.
[32] Boyd S, El Ghaoui L, Feron E, Balakrishnan V, “Linear Matrix Inequalities in System and Control Theory”, SIAM, vol. 15, Philadelphia, PA, 1994.
[33] Briat, “Linear parameter-varying and time-delay systems”, Analysis, observation, filtering and control, Springer, 2014.
[34] Zemouche and M. Boutayeb, “On LMI conditions to design observers for Lipschitz nonlinear systems”, Automatica, vol. 49, no. 2, 2013, p. 585–591.
[35] P. T. Phong, N. Q. Định, P. D. Dưởng, “Bộ quan sát trạng thái đa mục tiêu H2 / H∞ cho hệ thống phi tuyến với thông số thay đổi có xét đến các tín hiệu nhiễu: lý thuyết và áp dụng”, VCCA 2021, 2022
Xem thêm
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Nov 30, 2022
Download
Cách trích dẫn
Hoàng Dũng, Phạm Thanh Phong, Phan Thị Thanh Vân, Phạm Duy Dưởng, và Dương Quang Thiện. “Bộ Quan sát trạng thái bền vững H∞ Cho hệ thống Phi tuyến Lipschitz với thông số Thay đổi: Phương pháp Chia lưới”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 20, số p.h 11.2, Tháng Mười-Một 2022, tr 26-32, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/8069.
