توضیحات
ABSTRACT
A new observation procedure is proposed for a wide class of single output observable nonlinear systems written in lower triangular form. First, we give the n-th order time-varying differentiator that robustly estimates, in asymptotic manner, the higher derivatives of any model-free continuously differentiable signal. This n-th order differentiator is a generalization of the time-varying differentiator proposed by the author in and . By using an appropriate change of variables, it is shown that the boundedness of the signal to be differentiated is not necessary for the convergence of the differentiator. Based on the fact that systems written in triangular form are algebraically observable then, the system states can be reproduced through a static diffeomorphism that involves the system input, the system output, and their respective higher derivatives. It is shown that the global convergence of the n-th order differentiator implies the asymptotic convergence of the system states without imposing any restrictive condition on the form of nonlinearities.
INTRODUCTION
STATE estimation of highly nonlinear systems is a long- standing and challenging problem that has been addressed with different looks. The complexity of state reconstruction from the input and the output measurements depends on the system nonlinearities, the nature of the input that may render the system unobservable, and the form of the system output which plays a key role in the stability of the observation error. Until now, there is no unique straightforward method to design an observer for a given nonlinear system. However, under certain conditions, numerous solutions do exist for special forms of systems. By exploiting the structure of the system being observed, the boundedness of the system states or the Lipschitz property of the system nonlinearities, many strategies have been employed to build an observer. Error-linearization-based algorithms ,, Lyapunov design procedures , and sliding-mode observer design are among the systematic procedures that have shown satisfactory performances. The reader can also find other challenging procedures as numerical methods , neural-network observation techniques , algebraic nonlinear observer design , and circle-criterion observation methods . When the system fails to be put certain form of observability, high-gain observer design reveals as a powerful method that is often used to reconstruct the system states under the assumption that the vector nonlinearity is globally or locally Lipschitz, see.
چکیده
یک روش مشاهدات جدید برای یک کلاس گسترده ای از سیستم های غیر خطی قابل مشاهده در یک خروجی نوشته شده در شکل مثلثی کمتر ارائه شده است. اولا، ما به تمایز زمانی متفاوت n-th را می گوییم که به صورت آستانه ای، مشتقات بالاتر هر سیگنال دائمی قابل تفکیک کننده بدون مدل را برآورد می کند. این تمایز مرتبه n-th یک تعمیم از تمایز زمان متغیر پیشنهاد شده توسط نویسنده در و. با استفاده از یک تغییر مناسب از متغیرها، نشان داده شده است که boundedness از سیگنال به افتراق داده شود این است که همگرایی تفاوت لازم نیست. بر اساس این واقعیت که سیستم های نوشته شده در شکل مثلثی قابل مشاهده الگابریکی هستند، می توان حالت های سیستم را از طریق یک اختلاط استاتیک که شامل ورودی سیستم، خروجی سیستم و مشتقات بالاتر مربوطه است، تولید می شود. نشان داده شده است که همگرایی جهانی تفاضل مرتبه n-th مستلزم همگرایی آستیفیتی حالتهای سیستم بدون اعمال محدودیتی در شکل غیر خطی است.
مقدمه
برآورد دولت از سیستم های بسیار غیر خطی یک مشکل طولانی مدت و چالش برانگیز است که با نگاه متفاوت به آن پرداخته شده است. پیچیدگی بازسازی دولت از ورودی و اندازه گیری خروجی بستگی به غیر خطی سیستم دارد، ماهیت ورودی که ممکن است سیستم را غیر قابل مشاهده کند، و شکل خروجی سیستم که نقش کلیدی در ثبات خطای مشاهده دارد. تا به امروز، هیچ روش منحصر به فردی برای طراحی یک ناظر برای یک سیستم غیر خطی مشخص وجود ندارد. با این حال، در شرایط خاص، راه حل های متعدد برای انواع خاصی از سیستم ها وجود دارد. با استفاده از ساختار سیستم مشاهده شده، محدودیت وضعیت سیستم و یا ویژگی لیپچیتس از غیر خطی سیستم، بسیاری از استراتژی ها برای ساخت یک ناظر استفاده شده است. الگوریتم های مبتنی بر خطا خطی، روش های طراحی Lyapunov و طراحی ناظر کشویی از جمله روش های سیستماتیک است که عملکرد مناسب را نشان می دهند. خواننده همچنین می تواند روش های چالش دیگر را به عنوان روش های عددی، تکنیک های مشاهده شبکه عصبی، طراحی ناظر جبری غیرخطی و روش های مشاهدات معیار دایره ای پیدا کند. هنگامی که سیستم نمیتواند شکل مشخصی از قابلیت مشاهده را به نمایش بگذارد، طراحی ناظر با توجه بالا نشان می دهد به عنوان یک روش قدرتمند است که اغلب برای بازسازی دولت های سیستم تحت این فرض که غیر خطی برداری بردار در سطح جهانی یا محلی Lipschitz است.
Year: 2009
Publisher : IEEE
By : Salim Ibrir
File Information: English Language/ 6 Page / size: 385 KB
Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart
سال : 1388
ناشر : IEEE
کاری از : سالم ایبریر
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 6 صفحه / حجم : KB 385
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.