混合H_/H∞框架下的异步切换故障检测滤波器设计

本文主要探讨了在混合H_/H_∞控制框架下，针对切换系统设计异步故障检测滤波器的问题。H_-性能指标被用来衡量残差对故障的敏感度，而加权H_∞性能指标则强调了滤波器在应对外部扰动时的鲁棒性。作者首先运用多Lyapunov函数方法和平均驻留时间技术，这是一种系统稳定性分析的重要工具，它能提供关于系统在面对不确定性和故障时行为的初步设计准则。 平均驻留时间是衡量一个状态在特定区域内的停留时间的统计特性，这对于确定滤波器的性能至关重要。通过这种方法，研究者可以确保滤波器在正常运行时能够有效地滤除噪声，同时在故障发生时能快速识别并隔离异常信号。 接着，为了缓解Lyapunov矩阵和系统矩阵之间的耦合，作者采用松弛变量策略，这使得原本复杂的不等式约束得以简化。这种方法将设计条件转换成了线性矩阵不等式的形式，使得问题求解更加直观且易于处理。线性矩阵不等式是控制理论中的核心工具，常用于优化控制和系统设计，因为它可以直接转化为数值计算问题，便于计算机求解。 最后，通过实际的仿真示例，作者验证了所提出的异步切换故障检测滤波器设计方法的有效性和实用性。仿真结果展示了该方法在保证系统稳定性、故障检测能力和抗扰动性能方面的优越性。这篇论文为切换系统设计出了一种兼顾鲁棒性和实时性的故障检测滤波器设计策略，对于提高系统在复杂环境下的性能具有重要意义。