Extended State Observer for Localized Fault Awareness in RF Accelerating Structures
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文提出了一种扩展状态观测器，用于鲁棒调节射频谐振腔场并识别局部扰动，通过蒙特卡洛模拟验证了其在高功率直线加速器中的性能，实现了精准调节与故障定位。
2026-04-07 math.OC
Adaptive Disturbance Observer-based Full-Order Integral-Terminal Sliding Mode Control with Unknown A Priori Bound on Uncertainty
IIT Bombay（印度理工学院孟买分校）
针对外部扰动界未知的非线性积分器链系统，提出ADO-FOITSMC连续有限时间控制方法，利用非单调自适应观测器增益抑制抖振并保证状态全局有界，且在刚性航天器姿态稳定中得到验证。
2025-10-05 cs.SY eess.SY math.OC
Observer-Based High Order Sliding Mode Control of Unity Power Factor in Three-Phase AC/DC Converter for Hybrid Electric Vehicle Applications
Laboratoire IRTES, Université de Technologie de Belfort-Montbéliard (UTBM), Belfort, France（贝尔福-蒙贝利亚尔理工大学）
针对混合动力电动汽车中三相AC/DC变换器的单位功率因数控制问题，提出一种基于超螺旋滑模观测器的输出高阶滑模控制方法，实现输入电流跟踪、输出电压调节及功率因数接近1，并通过Lyapunov分析证明闭环系统渐近收敛。
2013-05-30 cs.SY eess.SY math.OC
Sliding Mode Control for Uncertain Systems with Time-Varying Delays via Predictor Feedback and Super-Twisting Observer
针对带时变测量延迟、未知扰动及部分状态不可测的线性时不变系统，结合超螺旋观测器与开环预测器设计滑模控制策略，实现延迟补偿、状态估计与全局镇定，仿真验证了有效性。
2025-07-28 cs.SY eess.SY math.OC
Attractive Ellipsoid Sliding Mode Observer Design for State of Charge Estimation of Lithium-ion Cells
这项工作研究了锂离子（Li离子）电池的荷电状态（SoC）的实时估计，以实现可靠，安全和高效的利用。设计了一种新的基于吸引椭球的滑模观测器（AESMO）算法来实时估计SoC。该算法利用标准的等效电路模型的锂离子电池，并提供了可靠和有效的SoC估计的存在有界的不确定性的电池参数以及外源干扰。观测器设计的理论框架不仅限于锂离子电池的SoC估计问题，而是适用于更广泛的一类非线性系统的匹配和失配的不确定性。所提出的观测器的主要优点是提供一个快速和最佳的SoC估计的基础上最小化的不确定性界。利用混合脉冲功率特性测试（HPPC）和城市测功机行驶工况测试（UDDS）数据对所提出的方法进行了实验测试和评价，验证了该方法的有效性和可行性。
2020-08-16 cs.SY eess.SY math.OC
Adaptive High Order Sliding Mode Observer Based Fault Reconstruction for a Class of Nonlinear Uncertain Systems: Application to PEM Fuel Cell System
Laboratoire IRTES, Université de Technologie de Belfort-Montbéliard（贝尔福-蒙贝利亚尔理工大学 IRTES 实验室）
针对具有Lipschitz非线性的非线性不确定系统，提出一种自适应增益超螺旋观测器，通过等效输出误差注入实现故障重构，并在包含商用双螺杆压缩机和实时质子交换膜燃料电池仿真系统的硬件在环模拟器上验证了其有效性。
2013-03-21 cs.SY eess.SY math.OC
Formally expressing the semantics of observer-based fault detection software
其目的是创建可靠和可验证的故障检测软件，以检测安全关键动态系统中的突变。故障检测方法在监视和控制系统的数字计算机上以软件的形式实现。我们实现了三个基于故障检测方法的3自由度（3DOF）的实验室直升机，在软件的形式。我们研究这些方法的性能，以检测不同的故障在飞行过程中的闭环设置。所有选定的方法显示出可接受的检测性能。但是，不可能对每种可能的条件、输入和故障情况重复测试。在本文中，我们翻译成一个形式语言，以前用于软件验证和确认的故障检测性能和数学证明。我们将翻译后的属性以不可执行的注释的形式包含在软件中，这些注释可以被机器读取。因此，代码的一些高级功能属性可以通过自动软件验证工具进行验证。这证明了故障检测软件的一组有界数据，并在实践中增加了可靠性。
2013-12-03 cs.SE math.OC
Disturbance decoupled functional observers for fault estimation in nonlinear systems
针对非线性系统的状态函数估计与故障估计问题，本文推导低阶线性干扰解耦函数观测器存在的充要条件，并通过化学反应器案例验证其应用。
2023-07-18 cs.SY eess.SY math.OC
Adaptive Dead-Zone Dual Sliding Mode Observer for Reliable Electrochemical Model-Based SOC Estimation
Fuyao University of Science and Technology（福耀科技大学）；Southwest Jiaotong University（西南交通大学）；VITO（弗拉芒技术研究所）；EnergyVille（能源村）；Hasselt University（哈瑟尔特大学）
针对电化学模型SOC估计的参数变化、非线性等挑战，提出基于改进单粒子模型的自适应死区双滑模观测器，通过李雅普诺夫推导的死区控制参数更新，在多工况下精度、收敛速度、计算效率和老化鲁棒性均优于传统方法，适用于实时电池管理。
2026-10-16 cs.SY eess.SY math.OC
Adaptive Set Observers Design for Nonlinear Continuous-Time Systems: Application to Fault Detection and Diagnosis
University of Bordeaux（波尔多大学）
针对非线性连续时间系统，提出基于保证LPV近似的自适应集观测器设计方法，解决集成员参数估计中的指数复杂度问题，并应用于故障诊断。
2010-12-03 cs.SY eess.SY math.OC
Sensor Fault Detection and Isolation in Autonomous Nonlinear Systems Using Neural Network-Based Observers
本文提出一种基于神经网络KKL观测器的传感器故障检测与隔离方法，适用于一般非线性系统的完全失效与传感器退化故障，通过比较实际测量与预测输出及设定阈值实现故障检测与隔离，对噪声和不确定性具鲁棒性。
2023-11-22 cs.LG math.DS math.OC
Observer-Based Fault-Tolerant Spacecraft Attitude Tracking Using Sequential Lyapunov Analyses
航天器姿态跟踪问题的执行器故障和不确定性之间的惯性，外部干扰，特别是，状态估计。连续滑模姿态控制器的设计使用的姿态和角速度估计从一个任意稳定的独立观测器。严格的分析表明，控制器确保整个闭环系统的鲁棒稳定性，只要观测器产生的状态估计一致最终有界的估计误差。此外，一个顺序的李雅普诺夫分析是利用获得一个收敛序列的分析，连续更紧密的上界的稳态跟踪误差。因此，我们的研究结果可以用来预测稳态性能界限给定选定的增益或方便增益选择给定的稳态性能界限。数值算例表明了所提出的理论的实用性。
2021-02-19 cs.SY eess.SY math.OC
Robust Tracking and Model Following Controller Based on Higher Order Sliding Mode Control and Observation: With an Application to MagLev System
研究了不确定线性定常系统的鲁棒跟踪与模型跟随控制器设计问题。该控制器是基于二阶滑模（SOSM）算法（超扭曲），这是最有效的和流行的家庭中的高阶滑模（HOSM）。超扭曲算法（STA）的使用消除了传统滑模控制中遇到的抖振问题，同时保持其鲁棒性。所设计的鲁棒跟踪控制器能够在时变不确定参数和外部干扰存在的情况下保证跟踪误差的渐近稳定性。最后，该策略被实现在磁悬浮系统（MagLev），这是固有的不稳定和非线性。在实现磁悬浮系统的RTMF控制器时，采用了一个超扭转观测器（STO）来估计未知状态，即无法直接测量的球的速度。已经观察到，基于STA-STO对的RTMF控制器对于使用连续控制的所选滑动表面不足以实现SOSM。作为一种补救措施，连续RTMF控制器的STA的基础上实现了高阶滑模观测器（HOSMO）。仿真和实验结果表明了所提出的观测器-观测器对的有效性。
2020-07-11 cs.SY eess.SY math.OC
Observer design for Lur'e-type systems via injection of a reconstructed nonlinear output
INRIA, CNRS, Université Côte d’Azur（法国国家信息与自动化研究所、法国国家科学研究中心、蔚蓝海岸大学）
针对Lur'e系统观测器增益可能过大的问题，提出通过二阶滑模观测器重构非线性项并注入Luenberger观测器，在更宽松的LMI条件下保证收敛，且增益适中。
2026-08-11 math.OC
Designing Robust Software Sensors for Nonlinear Systems via Neural Networks and Adaptive Sliding Mode Control
TICLab, International University of Rabat（国际拉巴特大学TIC实验室）；CNRS–CRAN–7039, University of Lorraine（法国洛林大学CNRS-CRAN-7039机构）；INRIA Nancy–LARSEN（INRIA南尼ce-LARSEN机构）；Mohammed VI Polytechnic University, College of Computing（穆莱·易卜拉欣六世理工大学计算机学院）；Faculty of Engineering, University of Leeds（利兹大学工程学院）
本文提出结合神经网络与自适应滑模控制的软件传感器设计方法，利用物理约束训练，无需真实状态轨迹，实现非线性系统鲁棒状态估计，并验证了快速收敛与高精度。
2025-07-09 cs.LG cs.NE math.DS
Robust Fault Diagnosis for Pipelines
本文介绍了一种用于管道故障检测、识别和重构的诊断系统的设计。这种诊断系统的设计是基于冗余关系和非线性观测器，考虑故障的传感器，泵的损坏，和未知的提取。该算法是基于管道中流体行为的非线性方程描述的模型，考虑到质量和动量守恒的原则。为了区分不同类型的故障并重建其行为，诊断系统分阶段运行。第一阶段称为检测和故障隔离，旨在隔离故障症状与一组冗余关系，推导出的模型在标称条件下，并假设测量的标准变量在管道的极端的分析。在第二阶段称为故障重建，非线性观测算法估计孤立故障的时间演化。通过在200 [m]的液压先导管路上进行的一系列实验，对完整的诊断系统进行了验证。
2017-06-20 math.OC
Multi-Observer Output Feedback Stabilization of a Class of Uncertain Nonminimum-Phase Systems
Federal University of Rio Grande do Norte（北里奥格兰德联邦大学）；State University of Rio de Janeiro（里约热内卢州立大学）
针对存在参数不确定性和外部扰动的非线性非最小相位系统，本文提出一种集成三类观测器的滑模控制方法，仅用输出测量即可实现全局渐近稳定，放宽了现有文献的限制性假设，仿真验证了其有效性。
2026-08-18 cs.SY eess.SY math.OC
Robust Sliding Mode Control of a Magnetic Levitation System: Continuous-Time and Discrete-Time Approaches
本文提出了三种磁悬浮系统的滑模控制器。首先，采用一种新的切换面和比例加功率速率趋近律设计了比例积分滑模控制器。PI-SMC比反馈线性化控制器在不匹配不确定性的存在下具有更强的鲁棒性，并且在收敛速度和稳定时间方面优于最近文献中报道的SMC方案。其次，为了减少PI-SMC中的抖振现象，提出了一种基于状态反馈的离散时间SMC算法。然而，扰动抑制能力在一定程度上受到损害。此外，为了提高鲁棒性，而不损害抖振减少的好处的离散时间SMC，不匹配的不确定性，如传感器噪声和跟踪输入干扰被纳入一个强大的离散时间SMC设计使用多速率输出反馈（MROF）。利用这种技术，可以实现全状态反馈控制器的效果，而不会引起动态控制器或额外的离散时间观测器的复杂性。此外，基于MROF的离散时间滑模控制策略可以稳定磁悬浮系统具有良好的动态和稳态性能，在存在不匹配的不确定性具有优越的鲁棒性。利用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统在所设计的控制器作用下的稳定性。仿真结果和分析比较表明，所提出的控制方案的有效性和鲁棒性。
2021-10-24 cs.SY eess.SY math.OC
Online sparse observers for cyber-physical systems under sensor bias
Politecnico di Torino（都灵理工大学）
研究网络物理系统在传感器偏差下的在线稀疏观测器问题，通过分析恒定攻击的可观测性，从不同方法框架研究多种在线稀疏观测器，统一概述可实际应用的观测器，讨论收敛特性并比较性能。
2026-07-22 cs.SY eess.SY math.OC
Distributed Anomaly Detection and Estimation over Sensor Networks: Observational-Equivalence and Q-Redundant Observer Design
在本文中，我们研究了无状态和有状态的基于物理的异常检测方案，通过分布式估计传感器网络。在有状态的情况下，检测器跟踪传感器残差（即，估计输出和真实输出的差），并且如果所记录的残差的某些统计数据偏离超过预定阈值，例如，χ^2（卡方）检测器。相反，在无状态的情况下，仅残差的瞬时偏差引起警报，而不考虑传感器输出和估计数据的历史。鉴于（近似）误报率为这两种情况下，我们提出了一个概率阈值设计的基础上的噪声统计。我们通过模拟表明，在有状态的情况下，增加窗口长度可能不一定会降低误报率。另一方面，它增加了不必要的延迟来发出警报。所提出的检测算法的分布式方面，使本地隔离的故障传感器与可能的恢复解决方案，通过添加冗余的观测等效传感器。然后，我们提供了一种机制来设计Q-冗余分布式观察员，强大的故障（或删除）的Q传感器在网络上。
2022-04-04 cs.MA cs.SY eess.SP
