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State estimation and output feedback control of nonlinear systems using homogeneous observers.

机译：使用齐次观测器的非线性系统的状态估计和输出反馈控制。

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摘要

This thesis considers the state estimation and output feedback control of two classes of nonlinear systems: upper-triangular and lower-triangular systems with unmeasurable states. Due to the presence of the high-order nonlinearities, most of the existing state estimation methods can only yield local results. In this thesis, we will show that the newly developed homogeneous observers can be used to estimate the states of some nonlinear systems in larger regions than a small neighborhood of the origin. More specifically, in the case of lower-triangular system, we show that the low-order homogeneous observer will asymptotically converge to the real system when the initial error is small. Under the same condition, we also design an asymptotically convergent high-order observer for the upper-triangular system. The observer is also combined with the output feedback controller to stabilize the upper-triangular systems.;To satisfy the requirements of small initial error for the homogeneous observers, we propose a method of estimating the initial values based on the least square estimation method which provides us initial estimation for the homogeneous observer. In addition, we will combine the unscented Kalman filter and the homogeneous observers and thus this combined system will have the ability of filtering noise and estimating the unmeasurable states. Computer simulations are conducted to demonstrate the effectiveness of the proposed method.
机译：本文考虑了两类非线性系统的状态估计和输出反馈控制：状态不可测的上三角系统和下三角系统。由于存在高阶非线性，大多数现有的状态估计方法只能产生局部结果。在本文中，我们将证明，新近开发的齐次观测器可用于估计比原点小的邻域更大的区域中某些非线性系统的状态。更具体地说，在下三角系统的情况下，我们表明当初始误差较小时，低阶齐次观测器将渐近收敛于实际系统。在相同条件下，我们还为上三角系统设计了一个渐近收敛的高阶观测器。该观测器还与输出反馈控制器组合以稳定上三角系统。为了满足同类观测器较小的初始误差的要求，我们提出了一种基于最小二乘估计方法的初始值估计方法，该方法提供了我们对同类观测器的初始估计。另外，我们将无味的卡尔曼滤波器和同类观测器组合在一起，因此，该组合系统将具有过滤噪声和估计不可测状态的能力。进行计算机仿真以证明所提出方法的有效性。

著录项

  • 作者

    Tian, Weisong.;

  • 作者单位

    The University of Texas at San Antonio.;

  • 授予单位 The University of Texas at San Antonio.;
  • 学科 Engineering Electronics and Electrical.
  • 学位 M.S.
  • 年度 2009
  • 页码 71 p.
  • 总页数 71
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 无线电电子学、电信技术;
  • 关键词

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