切换LPV系统鲁棒H∞滤波设计与应用

"该文研究了连续切换线性参数变化（LPV）系统的鲁棒H∞滤波问题，旨在减少设计中的保守性。通过利用多参数依赖Lyapunov函数，设计了一种适用于切换LPV系统的鲁棒H∞滤波器，确保滤波误差系统在考虑平均驻留时间切换逻辑的情况下实现指数稳定，并具备一定的H∞扰动抑制能力。文中通过数值仿真展示了所提方法的有效性。" 文章深入探讨了连续切换线性参数变化系统（Switched LPV Systems）的鲁棒H∞滤波技术。在LPV系统中，系统的动态特性会随着某些参数的变化而变化，这在许多实际工程应用中是常见的，例如航空、汽车控制和过程控制等。传统的处理方法是设计一个单一的LPV滤波器来应对所有可能的参数变化，但这种方法往往过于保守，可能导致性能下降。 针对这一问题，作者提出了一种创新的解决方案，即利用多参数依赖的Lyapunov函数设计切换LPV系统的鲁棒H∞滤波器。Lyapunov函数在稳定性分析和控制设计中扮演着核心角色，通过构建与多个参数相关的Lyapunov函数，可以更精确地捕捉系统行为的变化，从而降低设计的保守性。 文章进一步考虑了平均驻留时间（Average Dwell Time, ADT）切换逻辑，这是一种常用的切换规则，它规定了系统在每个子系统状态下的最小停留时间。结合ADT，设计的鲁棒H∞滤波器不仅保证了滤波误差系统的指数稳定性，还能有效地抑制输入到输出的H∞干扰，即在保证系统稳定性的同时，限制了外部扰动对系统性能的影响。 为了证明所提出方法的实际效用，文章进行了数值仿真，仿真结果验证了新方法在降低保守性和增强滤波性能方面的优势。这种方法对于理解和改进切换LPV系统的滤波性能，以及解决实际工程中遇到的相关问题，提供了有价值的理论指导和技术支持。 这项工作为连续切换LPV系统的鲁棒滤波设计提供了一个新的思路，通过多参数依赖的Lyapunov函数和平均驻留时间切换逻辑，实现了滤波器设计的优化，提升了系统在不确定性和干扰环境下的性能。