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非线性系统的事件触发移动时域估计

Event-triggered moving horizon estimation for nonlinear systems

Isabelle Krauss, Julian D. Schiller, Victor G. Lopez, Matthias A. Müller

AI总结:

本文提出一种事件触发移动时域估计方案,通过新的事件触发机制仅在必要时求解非线性优化,保证鲁棒全局指数稳定性,并在基准示例中以少 86% 计算资源达到与标准 MHE 相似的估计性能。

摘要:

本文针对一般非线性系统提出了一种事件触发移动时域估计(ET-MHE)方案。该方案的关键组成部分是一种新颖的事件触发机制(ETM)以及 MHE 代价函数的合理设计。我们方法的主要特点是:只有当 ETM 触发将测量数据传输到远程状态估计器时,才求解 MHE 的非线性优化问题。如果没有事件发生,则当前状态估计由利用系统动力学的开环预测得到。此外,我们在适当的可检测性条件下证明了 ET-MHE 的鲁棒全局指数稳定性。最后,我们通过一个非线性基准示例说明了所提方法的适用性,在该示例中,与标准 MHE 相比,我们以少 86% 的计算资源取得了相似的估计性能。

英文摘要:

This work proposes an event-triggered moving horizon estimation (ET-MHE) scheme for general nonlinear systems. The key components of the proposed scheme are a novel event-triggering mechanism (ETM) and the suitable design of the MHE cost function. The main characteristic of our method is that the MHE's nonlinear optimization problem is only solved when the ETM triggers the transmission of measured data to the remote state estimator. If no event occurs, then the current state estimate results from an open-loop prediction using the system dynamics. Furthermore, we show robust global exponential stability of the ET-MHE under a suitable detectability condition. Finally, we illustrate the applicability of the proposed method in terms of a nonlinear benchmark example, where we achieved similar estimation performance compared to standard MHE using 86% less computational resources.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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