State estimation of dynamic systems

State estimation of dynamic systems is quite significant in many research areas, such as state-based control and stabilization, state-based monitoring and fault detection. This paper is concerned with the problem of observer-based state estimation for a class of fractional-order (FO) nonlinear dynamic systems. The objective is to consider the state estimation of FO nonlinear system with the sliding mode control (SMC) technique, and conduct the asymptotic stability analysis for the estimate error dynamic system. Firstly, the considered FO nonlinear system models with constant and uncertain parameters are both presented. Fractional order sliding mode observer (FOSMO) structures are established for the FO nonlinear system models. Then, the asymptotic stability of the estimate error dynamic systems are analyzed via employing the Lyapunov stability analysis method for FO systems, and the sufficient conditions of asymptotic stability are derived. FOSMOs design for FO nonlinear systems of Caputo׳s and Riemann–Liouville׳s differential operators are both investigated, and the corresponding asymptotic stability sufficient conditions of the error dynamic systems are presented to insure the estimation accuracy of FOSMOs. Finally, multiple simulation examples are provided to demonstrate the effectiveness of the presented FOSMOs.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การประมาณสถานะของระบบพลวัตคือค่อนข้างสำคัญในการวิจัย สถานะการควบคุม และเสถียรภาพ สถานะการตรวจสอบ และการตรวจจับข้อบกพร่อง กระดาษเกี่ยวข้องกับปัญหาของการประเมินสถานะการณ์ตามสำหรับคลาสของ (FO) สั่งซื้อแบบเศษส่วนเชิงเส้นระบบแบบไดนามิก วัตถุประสงค์คือเพื่อ พิจารณาการประเมินสถานะของระบบไม่เชิงเส้น FO ด้วยเทคนิคควบคุม (SMC) โหมดเลื่อน และดำเนินการวิเคราะห์เสถียรภาพ asymptotic สำหรับระบบไดนามิกข้อผิดพลาดในการประเมิน ตอนแรก แบบจำลองระบบไม่เชิงเส้น FO พิจารณา ด้วยพารามิเตอร์คง และไม่แน่ใจมีทั้งแสดง มีสร้างเศษสั่งเลื่อนโหมดผู้สังเกตการณ์ (FOSMO) โครงสร้างสำหรับรุ่น FO ระบบไม่เชิงเส้น , Asymptotic เสถียรภาพของระบบประเมินแบบไดนามิกของข้อผิดพลาดจะถูกวิเคราะห์ โดยใช้วิธีการวิเคราะห์เสถียรภาพของเลียปูนอฟสำหรับระบบโฟ แล้วมามีเงื่อนไขเพียงพอของ asymptotic เสถียรภาพ FOSMOs ออกแบบสำหรับระบบไม่เชิงเส้นของ Caputo׳s และ Riemann – Liouville׳s ผู้ประกอบการแตกต่างกันมีทั้งการตรวจสอบ และแสดงเงื่อนไขเพียงพอ asymptotic เสถียรภาพสอดคล้องกันของข้อผิดพลาดแบบไดนามิกระบบเพื่อประกันความถูกต้องของการประเมินของ FOSMOs ในที่สุด ตัวอย่างการจำลองหลายมีไว้เพื่อแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของ FOSMOs นำเสนอ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การประมาณค่าสถานะของระบบพลวัตค่อนข้างมีนัยสำคัญในด้านการวิจัยเป็นจำนวนมากเช่นการควบคุมของรัฐที่ใช้และการรักษาเสถียรภาพ, การตรวจสอบรัฐตามและตรวจสอบความผิด บทความนี้เป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องกับปัญหาของการสังเกตการณ์ตามการประมาณค่าของรัฐสำหรับการเรียนของเศษส่วน-order (FO) ไม่เชิงเส้นระบบแบบไดนามิกที่ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อพิจารณาการประมาณค่าสถานะของระบบไม่เชิงเส้น FO กับการควบคุมโหมดเลื่อน (SMC) เทคนิคและดำเนินการวิเคราะห์เสถียรภาพ asymptotic สำหรับข้อผิดพลาดของระบบการประมาณการแบบไดนามิก ประการแรกพิจารณา FO รุ่นระบบไม่เชิงเส้นที่มีพารามิเตอร์อย่างต่อเนื่องและมีความไม่แน่นอนจะถูกนำเสนอทั้ง เพื่อ Fractional เลื่อนโหมดผู้สังเกตการณ์ (FOSMO) โครงสร้างที่จัดตั้งขึ้นสำหรับรุ่น FO ระบบไม่เชิงเส้น จากนั้นความมั่นคงเชิงระบบแบบไดนามิกข้อผิดพลาดการประมาณการดังกล่าวได้รับการวิเคราะห์ผ่านการจ้าง Lyapunov วิธีการวิเคราะห์เสถียรภาพสำหรับระบบ FO และเงื่อนไขที่เพียงพอของความมั่นคง asymptotic จะได้มา การออกแบบ FOSMOs สำหรับ FO ระบบเชิง Caputo 'และ Riemann-Liouville' s ประกอบการแตกต่างจะมีทั้งการตรวจสอบและสอดคล้องกับความมั่นคง asymptotic เงื่อนไขที่เพียงพอของระบบพลวัตข้อผิดพลาดจะถูกนำเสนอเพื่อประกันความถูกต้องของการประมาณค่า FOSMOs ในที่สุดตัวอย่างจำลองหลาย ๆ มีไว้เพื่อแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของ FOSMOs ที่นำเสนอ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การประมาณค่าสถานะของระบบพลวัตค่อนข้างสำคัญในหลายพื้นที่ การวิจัย เช่น รัฐควบคุมและรักษาเสถียรภาพตามสภาพตามการตรวจสอบและการตรวจสอบความผิด กระดาษนี้จะเกี่ยวข้องกับปัญหาของการประมาณค่าตามรัฐผู้สังเกตการณ์สำหรับชั้นเรียนของการสั่งซื้อเศษส่วน ( FO ) ระบบพลวัตแบบไม่เชิงเส้น โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อพิจารณาการประมาณค่าสถานะของระบบไม่เชิงเส้นสำหรับเลื่อนโหมดการควบคุม ( SMC ) เทคนิคและวิเคราะห์เสถียรภาพเฉลี่ยประมาณแบบไดนามิกสำหรับข้อผิดพลาดระบบ ประการแรก การพิจารณาสำหรับระบบแปรผันแบบคงที่และตัวแปรที่ไม่แน่นอน มีทั้งเสนอ ส่วนคำสั่งโหมดเลื่อนสังเกต ( fosmo ) โครงสร้างจะจัดตั้งขึ้นเพื่อสำหรับระบบไม่เชิงเส้นแบบ แล้วความมั่นคงเฉลี่ยการประเมินข้อผิดพลาดระบบแบบไดนามิกที่ใช้ผ่านการวิธีวิเคราะห์เสถียรภาพ Lyapunov สำหรับโฟระบบและเงื่อนไขเพียงพอ มีความมั่นคง เฉลี่ยจะได้เป็น การออกแบบสำหรับระบบไม่เชิงเส้น fosmos โฟ คาปูโต׳และ Riemann – liouville ׳ S อนุพันธ์ที่ผู้ประกอบการมีทั้งตรวจสอบและเสถียรภาพแหล่งสอดคล้องเงื่อนไขเพียงพอของข้อผิดพลาดของระบบแบบไดนามิกจะถูกนำเสนอเพื่อประกันการประมาณความถูกต้องของ fosmos . ในที่สุด ตัวอย่างการจำลองหลายมีไว้เพื่อพิสูจน์ประสิทธิภาพของนำเสนอ fosmos .