一类不确定系统观测器设计

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1、一类不确定系统观测器设计摘要本文提岀了一种关于非线性状态观测器的结构形式，主要针对于含有建模误差的非线性系统。为此着重利用非线性变换，将含有建模误差的非线性系统转换为仅依赖其原系统输入、输岀的规范形式。再利用可测数据进行观测器的构造。由此基础之上，着重利用Lyapunov稳定性的相关理论和微分同胚的相关性质，针对非线性动态误差方程的稳定性进行分析。在理论上证明，若建模误差不为零，则估计状态与实际状态只差最终游街且一致，若建模误差不为零，则估计状态定收敛到它的真实状态。结果证明了该方法的正确性。本文首先介绍了观测器的相关知识，接着介绍了本文的研究背景与主要的研究意义。

2、文章一共分为四章，第一章给岀了研究的背景；第二章是介绍观测器的相关知识，并提出了线性与非线性系统之间的联系与且别以及相关的名词解释；第三章提出了一类利用Lyapunov稳定性理论以及微分同胚性质设计方法设计；第四章则是对第三章所给出的方法进行仿真模拟来进行验证；在文章的最后给出了一类非线性系统状态观测器的方法；最后给出了结论和展望。关键词观测器；非线性系统；Lyapunov稳定性；微分同胚。AbstractThispaperpresentsastateobserverforaclassofnonlinearsystemswithmodelinguncertain.F

3、irstly,thenonlinearsystemsisanalyzedanddiffeomorphicallytransformedintoacanonicalsystem,thus,usingmeasurableoutputtodesignthestateobserve匚BasedonLyapunovstabilitytheoryandpropertiesofdisffeomorphism，thestabilityofdynamicalerrorequationisprovedandtwoconclusionsaregiven:whenmodelinguncer

4、tainisbounded,theerrorbetweentheestimatedstatesandthesystemstatesisultimatelyanduniformelybounded.Simulationexamplesillustratetheeffectivenessoftheapproach.Thispaperintroducestherelatedknowledgesaboutobserver,thenintroducedtheresearchbackgroundandthemainresearchsignificance.Thispaperar

5、edividedintoatotaloffourchapters,thefirstchaptergivesabackgroundtothestudy;Thesecondchapterintroducesobserverknowledgesandmadebetweenlinearandnonlinearsystemsandothercontactandrelatedterminology;ThethirdchapterspresentsaclassofLyapunovstabilitytheoryanddiffeomorphismnaturedesignmethods

6、;Thefourthchapterofthemethodisgiveninthethirdchapterconductedsimulationstoverify.Finallythepapergivesanapproachforaclassstateobserverfornonlinearsystems,conclusionsandoutlook.Keywords:Observer;Nonlinearsystem;Lyapunovstability;Diffeomorphism.目录引言1第1章绪论21.1观测器的相关知识21.2研究背景及意义4第2章基础知识42.

7、1Lyapunov稳定性的相关知I识42.2线性控制系统的能控性和能观性62.3状态观测器72.4相关名词解释72.5研究内容及口标7第3章一类不确定系统观测器设计83」一类非线性系统描述93.2系统观测器设计103.3小结11第4章系统观测器的仿真与分析114.1观测器的仿真举例124?小结14论考录录结致参附附与谢文AB插图清单图4-1建模误并为零时实际与估计状态13图4-2存在建模误差时的状态14引言近二十多年来，非线性观测器的设计问题得到了大量的研究成果。比如早在上世纪六「、七I•年代，扩展的Luenberger观测器设计方法山习与扩展的Kalman滤波