多速率采样与延迟测量下多输出非线性系统的连续观测器设计

本文探讨了一类具有多速率采样和延迟输出测量的多输出非线性系统连续观测器的设计。这类系统的特点在于其输出可能在不同时间间隔被采集，并且存在一定的时延，这与传统的实时系统处理方式有所不同。研究者针对这种复杂情况，提出了连续观测器的设计方法，目的是为了确保系统的可观性和估计性能。 作者Yanjun Shen、Daoyuan Zhang和Xiaohua Xia分别来自中国湖北省三峡大学的新能源微电网合作创新中心以及南非普列托里亚大学电子电气与计算机工程系，他们关注的是如何在这样的混合系统中，利用有限的采样数据和延迟信息来实时估计系统的状态，即使这些数据不按固定频率出现，且时延可能超过采样周期。 文章的核心内容包括了以下关键点： 1. 问题背景：研究针对的是混合系统中遇到的实际挑战，即如何处理非同步的数据流和时延，这对于许多工业控制和通信应用来说是重要的实际问题。 2. 设计目标：设计的目标是建立一个连续观测器，能够在接收到样本值和延迟测量值时更新状态估计，而不受采样率和时延的影响。 3. 方法论：提出了基于连续时间框架下的观测器设计策略，可能包括了非线性系统的动态建模、Lyapunov稳定性分析、以及采样和延迟对系统性能的影响分析。 4. 条件分析：文中给出了足够的条件，确保了在多速率采样和延迟输出测量的条件下，连续观测器能够保证系统的稳定性，以及估计误差的可控性。 5. 结论与应用：文章的结果对于诸如电力系统、自动驾驶、机器人控制等领域有着潜在的应用价值，特别是在处理实时数据处理和估计中遇到的异步性和时延问题时，连续观测器设计提供了一种有效的解决方案。 这篇文章是一项重要的理论研究，为解决实际工程中复杂的多输出非线性系统的观测问题提供了理论支持和技术指导，推动了控制系统领域对延迟和非同步数据处理的理解和应用。