《基於代數方法的切換系統狀態估計算法的研究》是依託南京理工大學，由田楊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於代數方法的切換系統狀態估計算法的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：田楊
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
切換系統作為一類重要的混合系統具有很強的理論研究意義和實用價值。目前切換系統的研究大多集中在穩定性及控制方法等方面，而切換系統的狀態估計是一個亟需攻克的研究課題。本項目擬採用ALIEN代數理論，以存在外界干擾且切換時刻未知的複雜情況下的切換系統為研究對象，結合滑動視窗法，同時深入研究其他相關研究結果，旨在建立較為完整的切換系統可觀性理論，最終提出有效可行的以代數逼近法為基礎的切換系統狀態估計方法。本項目首先將研究含有不同類型子系統 (線性定常或線性時變)的切換系統狀態估計；其次根據控制輸入的存在與否，分別研究自治型及受控型的切換系統；最後提供算例及仿真，檢驗方法的有效性。狀態估計過程將以精確的數學公式表示，從而'實時'進行系統狀態估算，有別於以往的為系統構造另一輔助動力系統的觀測器法.該估計方法具有速度快，成本低實用性強等優點，也將為其它混合系統的狀態估計提供一條新的研究方法及途徑。
結題摘要
目前,切換系統的研究大多集中在系統穩定性及控制方法等方面，而切換系統的狀態估計可用於系統故障診斷及容錯控制等領域,具有很強的理論研究意義與實際套用價值,是一個重要的研究課題。同時,文獻中相關成果多是建立在假設切換時刻已知或切換次序已知的前提下, 而實際中切換時刻通常是未知的,需要實時檢測。針對該問題,本項目首先採用代數逼近法,對有不同類型子系統 (線性定常或時變)的切換系統,實時辨識系統未知的切換時刻及切換次序。其次,對含有外界干擾的情況，採取滑動視窗的移動積分實現濾波，替代傳統的從0到t整體時間的積分，去噪效果很好，且設計推導了較完整的切換系統(自治型及受控型)的狀態估計算法。估計過程以精確的數學公式表示，有別於以往的構造另一輔助動力系統的觀測器法。最後,基於Matlab仿真驗證了算法的有效性, 並針對不同系統基於Maple編寫了估計算法的完整程式，該估計方法速度快，成本低且實用性強。同時, 在狀態估計的基礎上, 針對一類切換系統還進行了控制器的設計研究工作,並將相應成果套用到網路視覺伺服系統、 機械外骨骼、 柴油發動機及四旋翼飛行器等系統中。本項目為其它類型混雜系統的狀態估計及控制器設計提供了重要的理論基礎研究,也為理論方法在實際系統中的套用研究做了很多較好的工作。
