1、脈沖觀測器概念最早是由德國學者Raff和Allgwer于2007年提出的,旨在利用系統輸出在離散時刻的采樣實現系統的狀態(tài)估計,從而在網絡控制背景下可以提高帶寬的使用率.近幾年,關于脈沖觀測器及其應用取得了一些成果,但仍有很多問題尚待解決.針對脈沖觀測器的研究現狀,本文主要研究以下兩個問題:基于脈沖觀測器的輸出反饋控制問題,以及自適應脈沖觀測器的設計問題.關于第一個問題,尚未有相關的研究報道.關于第二個問題,伊朗學者Ayati和Khalo

2、ozadeh提出了一種設計方法,但被證明是錯誤的.針對第一個問題,本文分別就一類非線性系統和存在參數不確定性的線性系統,提出了基于脈沖觀測器的輸出反饋控制器設計方案和設計準則.針對第二個問題,本文提出了一種新型自適應脈沖觀測器,并證明了在一定條件下,該自適應脈沖觀測器既能估計系統狀態(tài)又能估計未知參數.取得的主要結果如下:
　　(1)研究了一類連續(xù)時間非線性系統基于脈沖觀測器的輸出反饋鎮(zhèn)定問題.構造了依賴于脈沖時間序列的時變Lyap

3、unov函數,運用該Lyapunov函數和常數變易公式,分析閉環(huán)系統的指數穩(wěn)定性.進一步,結合凸組合技術,以線性矩陣不等式形式(LMI)給出了基于脈沖觀測器的輸出反饋鎮(zhèn)定控制律的設計準則.該設計準則依賴于脈沖區(qū)間的上下界信息.通過對柔性機械手臂模型進行反饋控制仿真,驗證了所設計反饋控制方法的有效性.
　　(2)研究了連續(xù)時間不確定線性系統基于脈沖觀測器的輸出反饋控制問題.首先,引入狀態(tài)誤差變量,導出了反饋控制下具有混雜結構特征的閉

4、環(huán)系統.其次,運用時變加權 Lyapunov函數方法和凸組合技術分析了閉環(huán)系統的指數穩(wěn)定性,獲得了LMIs形式的反饋控制器存在條件.控制增益矩陣和觀測器增益矩陣可通過求解該組LMIs獲得.最后,兩個數值例子驗證了基于脈沖觀測的反饋控制方法不比基于連續(xù)時間觀測器的反饋控制方法差.
　　(3)研究了一類非線性系統自適應脈沖觀測器(AIO)的設計問題.在本文設計的AIO結構中,觀測器狀態(tài)按照脈沖方式進行狀態(tài)更新,相應的狀態(tài)方程由脈沖微分

5、方程描述;而參數自適應調整律則通過依賴于脈沖時間序列的時變微分方程描述.運用時變 Lyapunov函數方法和推廣的Barbalat引理,分析了誤差系統的收斂性,獲得了AIO存在的充分條件.對于系統的一類特殊情形,上述充分條件可表述為LMIs形式,通過求解一組LMIs,可以求出觀測器增益矩陣.進一步,當附加持續(xù)激勵(PE)條件后,還能保證參數估計的收斂性.將上述設計方法應用于Chua電路和Lorenz系統,數值仿真驗證了上述脈沖觀測器設計