高 燕，趙 娜

(1.鄭州師范學(xué)院，河南 鄭州 450000；2.信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 信陽 464000)

基于控制系統(tǒng)狀態(tài)觀測器設(shè)計的算法分析

高 燕1，趙 娜2

(1.鄭州師范學(xué)院，河南 鄭州 450000；2.信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 信陽 464000)

研究時滯系統(tǒng)狀態(tài)觀測器設(shè)計的計算方法。在信息技術(shù)不斷發(fā)展中需要滿足對預(yù)測控制輸入的定量控制，通過對整體觀測器的設(shè)計控制，可更好地滿足對觀測器實(shí)際使用狀態(tài)上的執(zhí)行調(diào)控，從最基礎(chǔ)的檢測設(shè)計完成對整體預(yù)測觀測器的環(huán)境預(yù)測。針對預(yù)測控制器的實(shí)際使用性能進(jìn)行綜合分析，判斷在不同環(huán)境下的執(zhí)行調(diào)控，并以此來確定在不同計算公式環(huán)境下的優(yōu)化設(shè)計。

控制系統(tǒng)；狀態(tài)觀測器；優(yōu)化設(shè)計

0 引 言

伴隨著近年來信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在應(yīng)用技術(shù)的使用上，隨著不斷的技術(shù)推動，在進(jìn)行裝填空間模型的建設(shè)中，通過代表性的控制體系技術(shù)執(zhí)行建設(shè)，其中模型預(yù)測控制技術(shù)的出現(xiàn)在很大程度上可更好地滿足基本的預(yù)測監(jiān)控建設(shè)。而在進(jìn)行模型精度寬容性分析上，可以更好地滿足對基本的建設(shè)需求。本文從現(xiàn)代空間模型設(shè)計項目的系統(tǒng)維持狀態(tài)進(jìn)行綜合分析，并探究在不斷的研究過程中對整體的操控處理，以及控制向量的設(shè)計分析，通過合理的設(shè)計建設(shè)，為后續(xù)的發(fā)展提供兼顧處理體系。下面針對其時滯系統(tǒng)的狀態(tài)觀測器設(shè)計算法進(jìn)行簡要分析研究。

1 預(yù)測控制系統(tǒng)的設(shè)計

在進(jìn)行狀態(tài)空間數(shù)字模型的描寫建設(shè)中，對于不同的時滯系統(tǒng)狀態(tài)描述處理控制，可通過線性定向控制系統(tǒng)，完成對整體的系統(tǒng)動態(tài)向量分析，并通過合理的狀態(tài)向量實(shí)現(xiàn)對整體維數(shù)系數(shù)在執(zhí)行操作系統(tǒng)上的自動衡量能力的判定和矩陣的穩(wěn)定系統(tǒng)分析，為后續(xù)的具體操作提供安全信息保障[1]。對于精度的精密性信息分析，也能夠通過系統(tǒng)的整體影響系統(tǒng)分析，通過對系統(tǒng)在性能上的忽略，更加便利地完成對整體系統(tǒng)的檢測分析[2-3]。在進(jìn)行這一理論數(shù)值的計算中，具體的向量計算公式如下：

X(t)=Ax(t)+Bu(t-r)，y(t)=Cx(t)

(1)

在(1)式中，x∈Rn，y∈Rp，u∈Rq，經(jīng)分析，其各項系數(shù)的維持，主要通過對維數(shù)的常規(guī)使用，實(shí)現(xiàn)對矩形觀測信息的全面控制分析。

對于整體的觀測數(shù)據(jù)設(shè)計分析，可從以下幾點(diǎn)進(jìn)行簡要分析。

1.1 降維狀態(tài)的預(yù)測觀測器設(shè)計方式

針對滿秩序矩陣C在使用上會受到常量矩陣D的可逆執(zhí)行，因此在執(zhí)行中，需要從以下的式子來進(jìn)行干預(yù)分析處理：

(2)

在(2)式中，其中T1∈Rnp，T2∈Rn(n-p)，而A1∈Rp2，A12∈Rp(np)，A21∈Rp(n-p)，A2∈R(n-p)(n-p)，式(2)構(gòu)成了整個預(yù)算觀測器在運(yùn)行過程中的等價代理信息計算運(yùn)行，通過整體的結(jié)構(gòu)變化等價調(diào)整，為后續(xù)的觀測檢測提供保障。而對于整體系統(tǒng)等價預(yù)測檢測功能，則可通過式(3)來實(shí)現(xiàn)：

(3)

在(3)式中，對于整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入等，都可根據(jù)實(shí)際的構(gòu)造變化來完成對文本結(jié)構(gòu)的預(yù)測降維系統(tǒng)調(diào)整，并以此來完成對整體觀測系統(tǒng)的使用計算。

1.2 預(yù)測矯正模型的設(shè)計分析

在進(jìn)行相應(yīng)的仿效系統(tǒng)的設(shè)計過程中，由于需要滿足對預(yù)測處理系統(tǒng)的執(zhí)行選擇，在進(jìn)行相應(yīng)額的木星設(shè)計中，就需要注意如下2個式子中的數(shù)據(jù)計算規(guī)律：

X(t+r)=Ax(t+r)+Bu(t)

(4)

Y(t+r)=Cx(t+r)+F(y(t)-Cx(t))

(5)

(4)式、(5)式中，其中F為diag{f1……fq}的矯正矩陣，在進(jìn)行調(diào)節(jié)過程中可通過輸入預(yù)測的信息調(diào)整確保預(yù)測信息的精確度。

1.3 最優(yōu)化反饋控制規(guī)律分析

對于最優(yōu)化控制目的選擇，通過有效的規(guī)律控制，基于基本的控制規(guī)律以及使用的優(yōu)良性指標(biāo)等，可通過下式來進(jìn)行：

(6)

在取極小值時，可對其進(jìn)行Q=CTHC，其中H∈Rp2。

對于整體的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析也可結(jié)合實(shí)際的反饋裝置，實(shí)現(xiàn)對整體理論上的系統(tǒng)預(yù)測分析。其實(shí)際的控制規(guī)律，如式(7)所示：

U(t)=-R-1BTPγ(t+r)

(7)

P表示在矩陣方程中的唯一正解。為滿足基本模塊在設(shè)計完畢的操作應(yīng)用，也可結(jié)合實(shí)際的系統(tǒng)流程，在完成對整體的模塊設(shè)計后進(jìn)行多方面的執(zhí)行操作,實(shí)現(xiàn)對不同的流程結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合性分析[4]。

2 系統(tǒng)性能結(jié)構(gòu)分析

對于頻率分析的執(zhí)行操作，可借用相應(yīng)的頻域初始條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)分析。這個過程中，為滿足基本的使用調(diào)整，可通過式(8)來進(jìn)行。

Y(s)=C(sI-A)-1Be-rsU(s)

(8)

其中所檢測出來的預(yù)測觀測數(shù)值，對于整體的運(yùn)算執(zhí)行等，能更好地滿足對信息的預(yù)測數(shù)據(jù)變化檢測。對于綜合信息的信息判定問題，通過基本的閉環(huán)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，也可更好地保證對反饋規(guī)律的執(zhí)行操作調(diào)整。進(jìn)行計算操作如下式：

U(s)=R-1BTP(Xs(s)-L(x(t+r)))

(9)

在(9)式中，為滿足對不同預(yù)算信息的閉環(huán)檢測，需要結(jié)合圖1所示的流程環(huán)節(jié)來進(jìn)行最終的數(shù)據(jù)分析。

圖1 閉環(huán)控制系統(tǒng)的等效原理

在進(jìn)行時域分析的過程中，為方便對數(shù)值的取值分析，可結(jié)合實(shí)際的預(yù)測誤差進(jìn)行綜合調(diào)整，并依照相應(yīng)的誤差數(shù)值報表，完成整體的狀態(tài)觀測，以此來實(shí)現(xiàn)對誤差方程模型的綜合性誤差調(diào)整，并實(shí)現(xiàn)對整體狀態(tài)的觀測分析?；镜挠^測誤差方程如下：

xoe(t+r)Axoc(t+r)+Cype(t+r)

(10)

對于基本的設(shè)施誤差判斷，可結(jié)合實(shí)際的使用觀測需求理念，完成對整體的配置任意渠道分析，并通過相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對整體的觀測精度分析，并以此來完成對預(yù)測誤差的ype信息計算[5]。

在實(shí)際的使用操作上，可結(jié)合相應(yīng)的計算指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對預(yù)測誤差的信息結(jié)構(gòu)處理，并通過變化的緩慢信息調(diào)整，從最根本的基礎(chǔ)信息運(yùn)算上，實(shí)現(xiàn)對整體的誤差預(yù)測信息數(shù)據(jù)執(zhí)行。

在進(jìn)行信息的定義計算過程中，為滿足對穩(wěn)定矩陣的信息計算執(zhí)行，需要進(jìn)行對穩(wěn)定矩陣的全面檢測。通過觀測數(shù)據(jù)的測定分析，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對觀測預(yù)測信息的時滯系統(tǒng)進(jìn)行綜合性分析，并實(shí)現(xiàn)對整體運(yùn)行基礎(chǔ)的層次解析，為后續(xù)的結(jié)構(gòu)建設(shè)提供安全保障[6-7]。

對于實(shí)際的操作執(zhí)行，為實(shí)現(xiàn)對方程的定量信息分析，需要從以下幾個點(diǎn)的信息進(jìn)行綜合判定，并通過合理的信息調(diào)節(jié)，完成對不同方程的綜合信息調(diào)整分析。其使用的優(yōu)化方程如下：

(11)

(11)式中,不同的數(shù)據(jù)分析調(diào)整流程可從不同的體系關(guān)系來進(jìn)行綜合分析，并通過整理,實(shí)現(xiàn)對整體系統(tǒng)的指標(biāo)性信息計算，完成整體的優(yōu)化控制。

3 結(jié) 論

在進(jìn)行控制對象的預(yù)測數(shù)據(jù)分析中，向量和系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)之間存在著降維狀態(tài)，而在這個過程中，設(shè)計預(yù)測觀測器的使用，成為降低其狀態(tài)分布作用的重點(diǎn)。在這個過程中，通過對整體的系統(tǒng)優(yōu)化反饋控制，即可實(shí)現(xiàn)對研究性數(shù)據(jù)的綜合調(diào)整，通過實(shí)際的預(yù)測評估理念，完成對不同狀態(tài)的結(jié)構(gòu)觀測分析，并依照相應(yīng)的信息計算，實(shí)現(xiàn)對整體性能在預(yù)測觀測信息上的全面監(jiān)控，為后續(xù)的性能檢測提供優(yōu)質(zhì)保障。

[1]李娟,葉若紅,唐功友，等.含控制時滯系統(tǒng)的實(shí)時故障診斷和最優(yōu)容錯控制[J].控制與決策,2008,23(04):439-444.

[2]付艷明,張鵬,段廣仁，等.一類線性時滯系統(tǒng)的狀態(tài)觀測器設(shè)計[J].黑龍江大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)2005,22(01):16-20.

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[6]樊銘渠.時滯及非線性系統(tǒng)最優(yōu)輸出跟蹤控制研究[D].青島：中國海洋大學(xué),2008.

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[責(zé)任編輯：毛微曦 英文編輯：劉彥哲]

Analysis of State Observer Design Algorithm Based on Time Delay System

GAO Yan1,ZHAO Na2

(1.Zhengzhou Normal University，Zhengzhou，Henan 450000,China； 2.Xinyang Vocational and Technical College，Xinyang，Henan 464000,China)

The calculation method of state observer design based on time delay system was studied.To meet the need of predictive control input quantity in continuous progress of information technology,controlling the design of the overall scheme better met the actual use of the amount of state observer executive regulation.From the detection of the most basic design,the environment prediction of overall predictive observer was completed.In this paper,the actual performance of the predictive controller is analyzed comprehesively,the implementation control in different environment was judged.Based on this system,the optimal design in the different environments of the formula was determined.

control system;state observer;optimization design.

高燕(1983-)，女，河南洛陽人，助教，碩士，研究方向：概率統(tǒng)計。

F 721.7

A

10.3969/j.issn.1673-1492.2017.05.006

來稿日期：2016-09-19