دوره 16، شماره 3 - ( مجله کنترل، جلد 16، شماره 3، پاییز 1401 )
جلد 16 شماره 3,1401 صفحات 58-47 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Hajatipour M, Kashefi S. New Optimal Observer Design Based on State Prediction for a Class of Non-linear Systems Through Approximation. JoC 2022; 16 (3) :47-58
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-923-fa.html
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-923-fa.html
حاجتی پور مجید، کاشفی سعید. ارائه یک رویتگر بهینه جدید جهت پیش بینی متغیرهای حالت در دسته‌ای از سیستم‌های غیر خطی بر مبنای رویکرد تقریب. مجله کنترل. 1401; 16 (3) :47-58
مجید حاجتی پور* 
1، سعید کاشفی1
1، سعید کاشفی1
1- دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، گروه کنترل، دانشگاه کاشان،کاشان، ایران
چکیده: (2472 مشاهده)
در این مقاله یک رویتگر بهینه برای سیستم‌های غیر‌خطی بر مبنای رویکرد جدید ارائه می‌گردد. در این رویکرد برای دستیابی به تخمین آتی حالت‌های سیستم، ابتدا بسط سری تیلور حالت‌های سیستم در یک افق پیش بینی با مرتبه دلخواه بدست آمده و سپس یک حل تحلیلی میتنی بر حل مساله کمینه سازی خطای پیش بینی توسعه می یابد که یک فرم حلقه بسته رویتگر بهینه را ارائه می‌دهد. در رویتگر پیشنهادی، بهره رویتگر بصورت بهینه از میان تمامی بهره‌هایی که ازحل مساله کمینه سازی خطای پیش بین بدست آمده و پایداری را برآورده می‌کنند، انتخاب می‌گردد. در نهایت نتایج شبیه سازی کارایی روش پیشنهادی در تخمین حالت‌ها را نشان می دهد.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
تخصصي
دریافت: 1400/12/1 | پذیرش: 1401/6/22 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1401/6/28
دریافت: 1400/12/1 | پذیرش: 1401/6/22 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1401/6/28
فهرست منابع
1. [1] Luenberger, D.G., 1964, "Observing the state of a linear system", IEEE Transactions on Military Electronics, 8(2), 74-80. [DOI:10.1109/TME.1964.4323124]
2. [2] Luenberger, D.G., 1966, "Observers for multivariable systems", IEEE Transaction on Automatic Control, 11(2), 190-197. [DOI:10.1109/TAC.1966.1098323]
3. [3] Luenberger, D.G., 1971, "An introduction to observers", IEEE Transaction on Automatic Control, 16(6), 596-602. [DOI:10.1109/TAC.1971.1099826]
4. [4] Thau, F.E., 1973, "Observing the state of non-linear dynamic systems", International Journal of Control, 17, 471-479. [DOI:10.1080/00207177308932395]
5. [5] Kou, S.R., Elliot, D.L. and Tarn, T.J., 1975, "Exponential observers for non-linear dynamic systems", Information and Control, 29, 204-216. [DOI:10.1016/S0019-9958(75)90382-4]
6. [6] Zheng, G., Boutat, D. and Wang, H., 2017, "A non-linear Luenberger-like observer for non-linear singular systems", Automatica, 86, 11-17. [DOI:10.1016/j.automatica.2017.08.018]
7. [7] Hajatipour, M. and Farrokhi, M., 2010, "Chattering free with noise reduction in sliding mode observers using frequency domain analysis", Journal of Process Control 20(8), 912- 921. [DOI:10.1016/j.jprocont.2010.06.015]
8. [8] Modarres, A.A. and Momeni, H.R., 2010, "A New Sliding Mode Observer Design for Linear System with Unknown Input and Time-varying Delay", Journal of Control, 4(4), 24-31. (In Persian)
9. [9] Ahrens, J.H. and Khalil, K.H., 2009, "High-gain observers in the presence of measurement noise: A switched-gain approach", Automatica, 45(4), 936-943. [DOI:10.1016/j.automatica.2008.11.012]
10. [10] Khalil, H.K., 2017, "High-gain observers in feedback control: Application to permanent magnet synchronous motors", IEEE Control System, 37(3), 25-41. [DOI:10.1109/MCS.2017.2674438]
11. [11] Adil, A., Hamaz, A., N'Doye, I., Zemouche, A., Laleg-Kirati, T.-M. and Bedouhene, F., "On high-gain observer design for nonlinear systems with delayed output measurements", Automatica, 141, 2022,110281. [DOI:10.1016/j.automatica.2022.110281]
12. [12] Moraal, PE. and Grizzle, J.W., 1995, "Observer design for non-linear systems with discrete-time measurement", IEEE Transaction on Automatic Control, 40(3), 395-404. [DOI:10.1109/9.376051]
13. [13] Rao, C.V., Rawlings, J.B. and Mayne, D.Q., 2003, "Constrained state estimation for non-linear discrete-time systems: Stability and moving horizon approximation", IEEE Transaction on Automatic Control, 48(2), 246-258. [DOI:10.1109/TAC.2002.808470]
14. [14] Kühl, P., Diehl, M., Kraus, T., Schlöder, J.P. and Bock, H.G., 2011, "A real-time algorithm for moving horizon state and parameter estimation", Computer and Chemical Engineering, 35, 71-83. [DOI:10.1016/j.compchemeng.2010.07.012]
15. [15] Alessandri, A., Baglietto, M. and Battistelli, G., 2003, "Receding horizon estimation for discrete time linear systems", IEEE Transaction on Automatic Control, 48(3), 473-478. [DOI:10.1109/TAC.2003.809155]
16. [16] Almir, M., 2007, "Non-linear Moving Horizon Observers: Theory and Real-Time Implementation. In: Besançon G Non-linear Observers and Applications", Lecture Notes in Control and Information Sciences, Springer, Berlin, Heidelberg, 139-179. [DOI:10.1007/978-3-540-73503-8_5]
17. [17] Almir, M., 2013, "A new identification framework for off-Line computation of moving-horizon observers", IEEE Transaction on Automatic Control, 58(6), 1877-1882. [DOI:10.1109/TAC.2013.2256016]
18. [18] Alessandri, A., Baglietto, M. and Battistelli, G., 2008, "Moving-horizon state estimation for non-linear discrete-time systems: New stability results and approximation schemes", Automatica. 44(7), 1753-1765. [DOI:10.1016/j.automatica.2007.11.020]
19. [19] Alessandri, A., Baglietto, M., Battistelli, G. and Gaggero, M., 2011, "Moving-horizon state estimation for non-linear systems using neural networks", IEEE Transaction on Neural Networks, 22(5), 768-780. [DOI:10.1109/TNN.2011.2116803]
20. [20] Ramar, K. and Gourishankar, V., 1976, "Optimal observers with specified eigenvalues", International Journal of Control, 27(2), 239-244. [DOI:10.1080/00207177808922361]
21. [21] Chou, Fu.I. and Cheng, M.Y., 2019, "Optimal design of reduced-order observers with specified eigenvalues and performance measurement of minimizing estimation errors using evolutionary optimization", Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control, 38(2), 728-739. [DOI:10.1177/1461348419830226]
22. [22] Na, J., Herrmann, G. and Vamvoudakis, K., "Adaptive optimal observer design via approximate dynamic programming", In: American Control Conference IEEE, Seattle, USA, 24-26 May 2017, 3288-3293. Washington: IEEE. [DOI:10.23919/ACC.2017.7963454]
23. [23] Chakrabarty, A. and Benosman, M., 2021, "Safe learning-based observers for unknown nonlinear systems using Bayesian optimization", Automatica, 133, 109760. [DOI:10.1016/j.automatica.2021.109860]
24. [24] Besan¸con, G., Georges, D. and Benayache, Z., 2007, "Asymptotic state prediction for continuous-time systems with delayed input and application to control", In: Control conference (ecc), European, 2007, 1786-1791. [DOI:10.23919/ECC.2007.7068540]
25. [25] Najafi, M., Hosseinnia, S., Sheikholeslam, F. and Karimadini, M., 2013, "Closed-loop control of dead time systems via sequential sub-predictors", International Journal of Control, 86 (4), 599-609. [DOI:10.1080/00207179.2012.751627]
26. [26] Najafi, M., Sheikholeslam, F., Wang, Q.G. and Hosseinnia, S., 2014, "Robust H∞ control of single input-delay systems based on sequential sub-predictors", IET Control Theory and Applications, 8 (13), 1175-1184. [DOI:10.1049/iet-cta.2012.1004]
27. [27] Ahmed-Ali, T., Cherrier, E. and Lamnabhi-Lagarrigue, F. 2012, "Cascade high gain predictors for a class of nonlinear systems", IEEE Transactions on Automatic Control, 57 (1), 221-226. [DOI:10.1109/TAC.2011.2161795]
28. [28] Mazenc, F. and Malisoff, M., 2016 "New prediction approach for stabilizing time-varying systems under time-varying input delay. In Decision and control (CDC) ", In: IEEE 55th conference, 3178-3182. [DOI:10.1109/CDC.2016.7798746]
29. [29] Sanz, R., Garcia, P., Fridman, E. and Albertos, P., 2018, "Rejection of mismatched disturbances for systems with input delay via a predictive extended state observer", International Journal of Robust and Nonlinear Control. [DOI:10.1002/rnc.4027]
30. [30] Sanz, R., García, P., Fridman E. and P. Albertos P., 2018 "Robust Predictive Extended State Observer for a Class of Nonlinear Systems with Time-Varying Input Delay", Journal of control, 93(2), 1-18. [DOI:10.1080/00207179.2018.1562204]
31. [31] Zhu, Y., Fridman E., 2021, Sub-predictors for network-based control under uncertain large delays. Automatica 123, 109350. [DOI:10.1016/j.automatica.2020.109350]
32. [32] Koshkouei, A.J. and Zinober, A.S.I., 2004, "Sliding mode state observation for non-linear systems", International Journal of Control, 77(2), 118-127. [DOI:10.1080/00207170310001643249]
33. [33] Young, H.K., Frank, L.L. and Chaouki, T.A., 1997, "A dynamic recurrent neural-network-based adaptive observer for a class of nonlinear systems", Automatica, 33(8), 1539-1543. [DOI:10.1016/S0005-1098(97)00065-4]
34. [34] Ruiqi, W. and Zhujun, J., 2004, "Chaos control of chaotic pendulum system", Chaos, Solitons and Fractals, 21, 201-207. [DOI:10.1016/j.chaos.2003.10.011]
35. [35] Arthur, J.K. and Mingqing, X., "Non-linear observer design in the SIEGEL domain", SIAM Journal on Control and Optimization, 41(3), 2002, 932-953. [DOI:10.1137/S0363012900375330]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
