×

基于迭代LMI的分数阶混沌同步降阶观测器设计。 (英语) Zbl 1345.93040号

摘要:本文尝试为一类非线性Lipschitz分数阶系统设计降阶观测器。假设非线性项不仅依赖于可测状态,还依赖于未知状态和输入。推导了基于Lyapunov技术的观测器稳定的充分条件,并将其转化为线性矩阵不等式(LMI)。为了克服以往研究的主要缺陷,即假设李亚普诺夫函数分数阶导数的无穷级数的项之和是有界的,并且其上界是预定义的,我们使用基于迭代LMI的算法来求出该上界。以PSpice和MATLAB软件为例,实现了一个四翼混沌系统。仿真结果表明,所提出的基于迭代LMI的降阶观测器在不同初始条件下跟踪混沌分数阶系统不可测状态变量的有效性。

MSC公司:

93B11号机组 系统结构简化
93个B07 可观察性
93亿B51 设计技术(稳健设计、计算机辅助设计等)
93立方厘米10 控制理论中的非线性系统
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] E.A.Boroujeni,H.R.Momeni,使用LMI对一类非线性分数阶系统进行基于观测器的控制。国际科学杂志。工程投资。1, 48-52 (2012)
[2] E.A.Boroujeni,H.R.Momeni,一类非线性分数阶系统的非脆弱非线性分数阶观测器设计。信号处理。92, 2365-2370 (2012) ·doi:10.1016/j.sigpro.2012.02.009
[3] E.A.Boroujeni,M.Pourgholi,H.R.Momeni,降阶线性分数阶观测器。在控制通信和计算会议ICCC,第1-4页(2013)
[4] S.Boyd,L.E.Ghaoui,E.Feron,V.Balakrishnan,系统和控制理论中的线性矩阵不等式(SIAM,费城,1994)·Zbl 0816.93004号 ·数字对象标识代码:10.1137/1.9781611970777
[5] P.L.Butzer,U.Westphal,分数微积分导论(世界科学,新加坡,2000)·Zbl 0987.26005号 ·doi:10.1142/9789812817747_001
[6] G.E.Carlson,C.A.Halijak,用正则牛顿过程近似分数电容器\[(1/\text{s})^{1/n}\](1/s)1/n。IEEE传输。电路理论11,210-213(1964)·doi:10.1109/TCT.1964.1082270
[7] Y.H.Chang、C.I.Wu、H.C.Chen、C.W.Chang和H.W.Lin,无传感器矢量控制异步电机分数阶积分滑模磁链观测器。IEEE ACC,第190-195页(2001)
[8] S.Dadras,H.R.Momeni,一类不确定分数阶非线性系统的分数阶滑模观测器设计。《决策与控制会议和欧洲控制会议》,第6925-30页(2009年)·Zbl 1239.93018号
[9] M.Efe,2-DOF直驱机器人手臂的分数模糊自适应滑模控制。IEEE传输。系统。人类网络。B部分Cybern。38, 561-570 (2008)
[10] F.W.Fariman,R.D.Gupta,《多功能降阶观测器的设计》。国际期刊系统。科学。11, 1083-1094 (1980) ·Zbl 0469.93023号 ·doi:10.1080/00207728008967076
[11] P.Gahinet、A.Nemirovski、A.Laub、M.Chilai,《LMI控制工具箱用户指南》(The Mathworks,Natick,1995)
[12] Z.H.W.Gao,所有降阶状态观测器的类。系统。分析。模型。模拟。42, 1309-1317 (2002) ·Zbl 1050.93030号
[13] R.Hilfer,分数微积分在物理学中的应用(世界科学,新泽西州,2001年)
[14] S.H.Hosseinnia,R.Ghaderi,A.Ranjbar,M.Mahmoudiana,M.Momani,不确定分数阶混沌系统的滑模同步。计算。数学。申请。59, 1637-1643 (2010) ·Zbl 1189.34011号 ·doi:10.1016/j.camwa.2009.08.021
[15] S.Ibrir,关于非线性系统的观测器设计。国际期刊系统。科学。37, 1097-1109 (2006) ·Zbl 1111.93009号 ·doi:10.1080/00207720601014081
[16] E.M.Jafarov,鲁棒降阶滑模观测器设计。国际期刊系统。科学。42, 567-577 (2001) ·Zbl 1233.93018号 ·doi:10.1080/00207721.2010.533031
[17] R.E.Kalman,滤波和预测问题的新方法。事务处理。ASME J.基础工程82,35-45(1960)·数字对象标识代码:10.1115/1.3662552
[18] P.P.Khargonekar,I.R.Petersen,K.Zhou,不确定线性系统的鲁棒镇定:二次可镇定性和H_∞控制理论。IEEE传输。自动化。控制35,356-361(1990)·兹比尔0707.93060 ·数字对象标识代码:10.1109/9.50357
[19] A.Kiani,F.Fallahi,N.Pariz,A.Leung,基于扩展分数卡尔曼滤波器的分数混沌系统混沌安全通信方案。Commun公司。非线性科学。数字。模拟。14, 863-879 (2009) ·Zbl 1221.94049号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2007.11.011
[20] A.A.Kilbas,H.M.Srivastava,J.J.Trujillo,分数阶微分方程的理论与应用(荷兰阿姆斯特丹爱思唯尔出版社,2006)·Zbl 1092.45003号
[21] Lan Y.H.,Zhou Y.,一类分数阶非线性系统基于非脆弱观测器的鲁棒控制。系统。控制信函。62, 1143-1150 (2013) ·Zbl 1282.93095号 ·doi:10.1016/j.sysconle.2013.09.007
[22] 李义清,陈义清,I.Podlubny,分数阶非线性动力系统的稳定性:Lyapunov直接法和广义Mittag-Lefler稳定性。计算。数学。申请。59, 1810-1821 (2010) ·Zbl 1189.34015号 ·doi:10.1016/j.camwa.2009.08.019
[23] J.Lofberg,YALMIP:MATLAB中建模和优化的工具箱。在IEEE计算机辅助控制系统国际研讨会上,第284-89页(2004年)
[24] D.G.Luenberger,观察线性系统的状态。IEEE传输。军用电子。8, 74-80 (1964) ·doi:10.1109/TME.1964.4323124
[25] D.Matignon,B.分数阶微分系统的基于观测器的新型控制器。《第36届决策与控制会议记录》(圣地亚哥,1997),第4967-4972页
[26] I.N'Doye,H.Voos,M.Darouach,基于观测器的分数阶混沌同步和安全通信方法。IEEE J.应急选择。主题电路系统。3, 442-450 (2013) ·doi:10.1109/JETCAS.2013.2265792
[27] I.Podlubny,分数微分方程(学术出版社,纽约,1999)·Zbl 0924.34008号
[28] D.M.Senejohnny,H.Delavari,基于分数混沌同步的主动滑动观测器方案。Commun公司。非线性科学。数字。模拟。17, 4373-4383 (2012) ·兹比尔1253.34056 ·doi:10.1016/j.cnsns.2012.03.004
[29] S.K.Spurgeon,滑模观测者:一项调查。国际期刊系统。科学。39, 751-764 (2008) ·兹比尔1283.93066 ·网址:10.1080/00207720701847638
[30] K.E.Starkov,Coria,L.T.Aguilar法律公告,基于Thau观测器设计的混沌系统同步。Commun公司。非线性科学。数字。模拟。17, 17-25 (2012) ·Zbl 1239.93018号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2011.04.020
[31] V.E.Tarasov,没有违反莱布尼茨规则。无分数导数。Commun公司。非线性科学。数字。模拟。18, 2945-2948 (2013) ·Zbl 1329.26015号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2013.04.001
[32] A.Tornambe,非线性系统的渐近观测器。国际期刊系统。科学。23, 435-442 (1992) ·Zbl 0747.93013号 ·doi:10.1080/00207729208949219
[33] M.C.Tripathy,K.Biswas,S.Sen,分数阶Kerwin-Huelsman-Newcomb Biquad滤波器的设计示例,带有两个不同阶次的分数电容器。电路系统。信号处理。32, 1523-1536 (2013) ·doi:10.1007/s00034-012-9539-2
[34] D.Valério,Ninteger V.2.3用于Matlab的分数控制工具箱,分数导数和应用程序(用户和程序员手册,里斯本里斯本工业大学,2005年)
[35] H.Wang,检测动态和有界随机分布中的故障:基于观测器的技术。IEEE美国控制会议,第482-487页(2001)·Zbl 1250.34045号
[36] G.S.Wang,B.Liang,Z.X.Tang,线性控制系统降阶状态观测器的参数化设计。Procedia Eng.15,974-978(2011)·doi:10.1016/j.proeng.2011.08.180
[37] H.Wang,X.J.Zhu,S.W.Gao,Z.Y.Chen,混沌同步和私有通信的奇异观测器方法。Commun公司。非线性科学。数字。模拟。16, 1517-1523 (2011) ·doi:10.1016/j.cnsns.2010.06.021
[38] N.Wiener,平稳时间序列的外推、插值和平滑(技术出版社和威利出版社,纽约,1949年)·Zbl 0036.09705号
[39] 袁立国,杨庆国,分数阶混沌系统的参数辨识与同步。Commun公司。非线性科学。数字。模拟。17, 305-316 (2012) ·Zbl 1245.93039号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2011.04.005
[40] Zhang,H.Shao,Wang,H.Shen,广义Lorenz混沌系统同步的降阶观测器设计。申请。数学。计算。218, 7614-7621 (2012) ·Zbl 1250.34045号
[41] 周P.,朱W.,分数阶混沌系统的函数投影同步。非线性分析。真实世界应用。2012年8月12日·Zbl 1209.34065号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2010.08.008
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。