Functional observers with linear error dynamics for discrete-time nonlinear systems, with application to fault diagnosis
本文研究离散时间非线性系统状态估计的观测器设计问题。给出了具有线性动态和线性输出映射的低阶函数观测器存在的充要条件。结果提供了一个直接的推广Luenberger的线性理论的功能观察员。非等温CSTR的案例研究的设计方法进行了测试。
2021-10-17 cs.SY eess.SY
$\mathcal{H}_{\infty}$-optimal Interval Observer Synthesis for Uncertain Nonlinear Dynamical Systems via Mixed-Monotone Decompositions
针对带噪声的有界误差/不确定局部Lipschitz非线性连续时间（CT）和离散时间（DT）系统，提出了一种新的$\mathcal{H}_{\infty}$ -最优区间观测器综合方法.具体地说，使用混合单调分解，所提出的观测器是正确的建设，即，区间估计容易框定真实状态而无需附加的约束或过程。此外，我们提供了充分条件的输入状态（ISS）稳定的建议观测器和最小化的$\mathcal{H}_{\infty}$增益的帧误差系统的形式半定规划（SDP）与线性矩阵不等式（LMI）的约束。最后，我们比较了性能的建议$\mathcal{H}_{\infty}$ -最优区间观测器与一些基准CT和DT区间观测器。
2022-03-14 cs.SY eess.SY
Generalized Super-Twisting Observer for a class of interconnected nonlinear systems with uncertainties
本文将广义超扭曲观测器扩展至具有有界不确定性的强可观测非线性互联系统，利用非光滑强Lyapunov函数证明其有限时间收敛性，并通过食品生产系统案例验证了不连续项对精确估计的关键作用。
2025-06-02 cs.SY eess.SY
On Euler Emulation of Observer-Based Stabilizers for Nonlinear Time-Delay Systems
University of L’Aquila（拉奎拉大学）
本文研究非线性时滞系统在采样保持意义下的稳定性问题，通过欧拉逼近连续时间观测器稳定器，提出充分条件以保证稳定性。
2018-02-27 cs.SY eess.SY
On State Observers for Nonlinear Systems: A New Design and a Unifying Framework
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；CNRS-CentraleSupélec（法国国家科学研究中心-中央理工高等电学院）
本文提出了一种新的非线性系统观测器设计方法，结合了经典的Kazantzis-Kravaris-Luenberger观测器和参数估计观测器，扩展了两种方法的应用范围，并证明其可作为沉浸与不变观测器的特例，提供统一分析设计框架。
2018-07-11 cs.SY eess.SY
Neural Luenberger state observer for nonautonomous nonlinear systems
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
本文提出了一种无需模型的状态观测器合成方法，通过数据训练神经网络实现非自治非线性系统的状态估计，理论证明了观测误差的有界性。
2026-04-17 cs.SY eess.SY
Event-Triggered Observers and Observer-Based Controllers for a Class of Nonlinear Systems
University of L’Aquila（阿奎拉大学）；Ecole Nationale Superieure d’Electronique et de Ses Applications – ENSEA（电子及其应用国立高等学院）
本文研究了在部分了解系统状态的前提下，网络约束下非线性系统的稳定化问题，采用事件触发方法设计观测器和控制器，利用ISS性质给出触发机制的必要条件，保证观测器和系统状态渐近收敛，并通过柔顺连杆机器人稳定化验证。
2015-03-13 cs.SY eess.SY
A High-Gain Nonlinear Observer with Limited Gain Power
University of Bologna（博洛尼亚大学）；MINES ParisTech, PSL Research University（巴黎高等矿业学院，PSL研究大学）
本文提出一种非线性系统观测器，通过改进高增益方法，设计出维度为2n-2的观测器，增益增长至二次方，提升观测效率。
2016-10-07 cs.SY eess.SY
GPS-denied Navigation: Attitude, Position, Linear Velocity, and Gravity Estimation with Nonlinear Stochastic Observer
具有六个自由度（6 DoF）的刚体的成功导航需要精确估计姿态、位置和线速度。真实的导航动力学是高度非线性的，并且在SE 2（3）的矩阵李群上建模。本文提出了新的几何非线性连续随机导航观测器SE2（3）捕捉真正的非线性问题。建议的观察员结合IMU和地标测量。它有效地处理了IMU测量噪声。所提出的观测器保证几乎是半全局一致最终有界的均方。提供了四元数表示。一个真实世界的四旋翼测量数据集被用来验证建议的观察员在其离散形式的有效性。保留字：惯性导航，随机系统，布朗运动过程，随机滤波算法，随机微分方程，李群，SE（3），SO（3），位姿估计器，位置，姿态，特征测量，惯性测量单元，IMU。
2021-07-29 cs.SY eess.SY
Simultaneous Input and State Interval Observers for Nonlinear Systems with Rank-Deficient Direct Feedthrough
研究了具有秩亏馈通、未知输入和有界噪声信号的Lipschitz连续非线性系统的输入和状态同时区间观测器设计问题。受益于非线性分解函数和仿射抽象的存在，我们提出的观测器递归计算的最大和最小元素的估计区间被证明包含真实的状态和未知的输入。此外，我们还给出了存在性的充分必要条件和稳定性的充分条件（即，估计区间宽度序列的一致有界性），并证明了在给定状态区间和分解函数的情况下，输入区间估计是紧的.
2020-12-18 cs.SY eess.SY
A Multi-Observer Based Estimation Framework for Nonlinear Systems under Sensor Attacks
The University of Melbourne（墨尔本大学）
本文提出了一种针对受传感器攻击的非线性系统状态估计和攻击隔离的通用框架，通过传感器冗余和多观察者方法实现系统状态的估计，适用于更广泛的非线性系统和观察器。
2019-04-06 cs.SY eess.SY
On Functional Observability of Nonlinear Systems and the Design of Functional Observers with Assignable Error Dynamics
本文针对非线性系统函数观测器设计问题，推导函数可观测性充分条件，提出具有线性误差动力学和可配置极点的微分输入-输出形式观测器，并引入函数观测器指数刻画最低可行阶数，通过化学反应器实例验证方法有效性。
2024-12-30 cs.SY eess.SY
Observer Design for Systems of Conservation Laws with Lipschitz Nonlinear Boundary Dynamics
研究了一类具有边界观测的双曲型偏微分方程和常微分方程耦合系统的状态估计问题。采用一个带有线性边界注入项的无穷维观测器来解决状态估计问题。观测器和系统的互连被写在估计误差坐标中，并作为一个抽象的动力系统进行分析。观测器的设计是为了实现全局指数稳定的估计误差相对于一个合适的范数。以矩阵不等式的形式给出了观测器设计的充分条件。数值模拟支持和证实了理论结果。
2021-01-17 cs.SY eess.SY
Cubic Observers for a Class of Nonlinear Systems with Input and output delays
本文利用最近提出的三次观测器对一类非线性系统进行状态估计。三次观测器被提出作为线性观测器的替代，以提高收敛速度和鲁棒性。结果表明，所提出的立方观测器可以提高估计相比，线性观测器用于相同的过程。所提出的观测器可以看作是线性观测器的推广。为了进一步增强立方观测器，提出了一种复合观测器，它结合了高增益观测器的设计原则和立方观测器的结构。一个例子是显示建议的观察员的功效。
2019-12-22 cs.SY eess.SY math.OC
Towards improving the estimation performance of a given nonlinear observer: a multi-observer approach
现在有各种方法可以设计观测器的广泛类别的系统。然而，问题的观察员，以实现令人满意的估计性能的调整仍然在很大程度上是开放的。本文提出了一种通用的监督设计框架，在线调整的观测器增益的目的是实现各种鲁棒性和收敛速度之间的权衡。我们假设已经为一般非线性系统设计了一个鲁棒标称观测器，目标是提高其性能。为此，我们提出了一种新的混合多观测器，它由标称的一个和一个银行的额外的类似的系统，被统称为模式和不同的标称观测器，只有在他们的输出注入增益。然后，我们在线评估多观测器的每个模式的估计成本，并根据这些成本，我们在每个时刻选择其中之一。提出了两种不同的策略。在第一种算法中，每次算法在不同模式之间切换时，模式的初始条件被重置。在第二种情况下，初始条件不重置。我们证明了混合估计方案的收敛性，并说明了该方法在提高给定标称高增益观测器的性能方面的效率。
2022-09-21 cs.SY eess.SY
Simultaneous Input and State Interval Observers for Nonlinear Systems with Full-Rank Direct Feedthrough
针对具有未知输入和有界噪声信号的Lipschitz连续非线性系统，当直接馈通矩阵具有满列秩时，提出了一种输入和状态同时区间观测器。该观测器利用混合单调映射的边界分解函数的存在性递归计算与输出/测量信号兼容的估计区间的最大和最小元素，并被证明包含真实状态和未知输入。此外，我们推导出分解函数的Lipschitz性质，这提供了几个充分条件的稳定性的设计观察器和估计区间宽度序列的有界性。最后，我们的方法的有效性证明了一个说明性的例子。
2020-02-12 cs.SY eess.SY
Distributed Prescribed-Time Observer for Nonlinear Systems in Block-Triangular Form
针对块三角可观测规范形式的非线性系统，提出基于强连通有向图邻居估计加权平均的分布式预定时间观测器，通过时变局部输出注入增益实现指定时间内估计误差收敛至零，理论与仿真验证了有效性并阐明增益增大的实现问题。
2025-04-12 cs.SY eess.SY
Interval Observers for Simultaneous State and Model Estimation of Partially Known Nonlinear Systems
研究了具有动态未知输入和有界噪声信号的部分未知非线性系统的区间观测器设计问题，该观测器能同时估计系统状态和学习未知动态模型.利用仿射抽象方法和非线性分解函数的存在性，以及应用我们以前开发的数据驱动函数过近似/抽象方法来高估未知的动态模型，我们提出的观测器递归计算被证明包含真实增广状态的估计区间的最大和最小元素。然后，使用观察到的输出/测量信号，观察者通过消除与测量不兼容的估计来迭代地缩小间隔。最后，给出新的区间估计，观测器更新未知模型动态的过逼近。此外，我们提供了估计区间宽度序列一致有界的充分条件，即，所设计的观测器的稳定性，在易处理的（混合）整数规划的形式与可数可行集。
2020-04-02 cs.SY eess.SY
Robust safety design for strict-feedback nonlinear systems via observer-based linear time varying feedback
Université Bourgogne Europe（勃艮第欧洲大学）；COMSATS University Islamabad（伊斯兰堡科马斯特斯大学）；Aix-Marseille University（艾克斯-马赛大学）
本文提出了一种基于观测器的鲁棒安全控制方法，用于严格反馈非线性系统，通过状态变换和线性时变扰动观测器实现安全控制设计。
2025-12-23 cs.SY eess.SY
Observer-Based Consensus of Nonlinear Positive Multi-Agent Systems with Saturated Control Input
针对具有非线性控制输入的非线性正多智能体系统，提出了一种分布式牵制一致性解决方案。网络拓扑被认为是一个有向和全连接的结构。通过对非线性输入和非线性系统动力学的直接分析，考虑扇区输入的非线性和各种拓扑形式，为每个非线性主体设计了标准观测器和分布式钉扎观测器.测量的局部输出细节勾勒出第一个观察者，另一个观察者通过其相邻代理的相应输出细节来实现。基于进一步观察到的状态细节，一个分布式的钉扎的非负全局一致性的非线性积极的多智能体系统的领导者和追随者的策略。此外，提出了两个多步算法来设置观测器增益和每个协议的标准。性能评估，以确认所提出的控制方法，并说明所得出的非负的共识，基于混合的协议的有效性。
2022-05-12 cs.SY eess.SY math.OC
Fast Adaptation Nonlinear Observer for SLAM
在三维（3D）空间中同时映射环境和定位移动车辆的姿态（方向和位置）的过程被称为同时定位和映射（SLAM）。SLAM是机器人应用中的核心任务。在SLAM问题中，假设车辆的姿态和环境中的每一个都是完全未知的。本文以传统的SLAM设计为基础，提出了一种新的方法，确保快速适应的非线性观测器的SLAM。由于真实SLAM问题是非线性的，并且是在$\mathbb{SLAM}_{n}\left(3\right)$的李群上建模的，因此所提出的SLAM观测器是非线性的，并且是在$\mathbb{SLAM}_{n}\left(3\right)$上建模的。建议的观察员补偿未知的偏差连接到速度测量。仿真结果表明了该方法的鲁棒性。
2021-09-10 cs.SY eess.SY
Resilient State Estimation for Nonlinear Discrete-Time Systems via Input and State Interval Observer Synthesis
本文针对非线性离散时间系统在传感器和执行器同时受攻击下的弹性状态估计问题，提出一种基于混合单调分解与区间观测器综合的方法，通过辅助状态消除攻击影响并利用半定规划优化观测器增益，保证估计区间包含真实状态且具有输入到状态稳定性。
2023-09-25 cs.SY eess.SY
A General Nonlinear Observer Design for Inertial Navigation Systems with Almost Global Stability Guarantees
Capgemini Engineering（凯捷工程）；University of Quebec in Outaouais（渥太华大学）；I3S-UniCA-CNRS, University Cote d’Azur（尼斯大学）；Institut Universitaire de France（法国高等研究院）
本文提出了一种通用非线性观测器设计，用于惯性导航系统的姿态估计，通过级联架构和非线性几何重建滤波器实现近全局稳定性。
2026-02-09 cs.SY eess.SY
Observer-Based Safety Monitoring of Nonlinear Dynamical Systems with Neural Networks via Quadratic Constraint Approach
本文针对含神经网络组件的非线性动态系统，提出基于区间观测器的安全监测方法，利用全局扇区二次约束抽象激活函数，结合 Lyapunov 理论将设计转化为规划可行性问题，并通过横向车辆控制仿真验证了有效性。
2024-11-15 cs.SY eess.SY
Simultaneous Mode, State and Input Set-Valued Observers for Switched Nonlinear Systems
研究了一类具有有界范数噪声和未知输入信号的隐模切换非线性系统的模式、输入和状态同时观测器设计问题，其中隐模和未知输入分别代表故障或攻击模型和外生故障/干扰或对抗信号.所提出的多模型设计有三个组成部分：（i）一组模式匹配集值观测器，（ii）一个模式观测器，和（iii）一个全局融合观测器。模式匹配观测器递归地找到兼容的状态和未知的输入条件下的模式是真模式的集合，而模式观测器消除不兼容的模式，利用基于残差的标准。然后，全局融合观测器通过取所有相容模式上的模式匹配集值估计的并集来输出状态和未知输入的估计集。此外，保证消除所有假模式的充分条件（即，模式可检测性）和我们的方法的有效性进行了证明，并与现有的方法相比，使用一个说明性的例子。
2021-02-22 cs.SY eess.SY
Simultaneous State and Unknown Input Set-Valued Observers for Some Classes of Nonlinear Dynamical Systems
在本文中，我们提出了固定阶集值（形式为l2-范数超球）观测器的几类非线性有界误差动力系统与未知的输入信号，同时发现有界超球的状态和未知的输入，包括真实的状态和输入。针对（$\mathcal{M},γ$）-二次约束（（$\mathcal{M},γ$）-QC）系统，以线性矩阵不等式（LMI）的形式给出了观测器稳定（二次稳定）的充分必要条件，其中包括几类非线性系统：（I）Lipschitz连续系统，（II）（$\mathcal{A},γ$）-QC* 系统和（III）线性变参数（LPV）系统.这种新的二次约束性质至少与非线性系统的增量二次约束性质一样一般，并且在本文中被证明体现了广泛的非线性。此外，我们设计了最佳的$\mathcal{H}_{\infty}$观测器，其中满足二次稳定性条件，并表明设计结果一致有界输入有界状态（UBIBS）估计半径/误差动态和一致有界序列的估计半径。此外，我们提供了封闭形式的上限序列的估计半径和充分条件，其收敛到稳定状态。最后，建议的集值观测器的有效性证明，通过说明性的例子，在那里我们比较我们的观察员与一些现有的观察员的性能。
2021-02-04 cs.SY eess.SY
Unsupervised Physics-Informed Neural Network-based Nonlinear Observer design for autonomous systems using contraction analysis
本文提出利用无监督 Physics Informed Neural Network (PINN) 设计非线性观测器校正项，通过在损失函数中强制执行偏微分不等式解决收缩分析中求解困难的问题，并在数值仿真中验证了其性能与鲁棒性。
2024-11-14 cs.SY eess.SY
On IMU preintegration: A nonlinear observer viewpoint and its application
本文从基于参数估计的非线性观测器视角重新解读IMU预积分理论，证明二者在完美测量下等价，并据此提出混合采样数据观测器设计及噪声下PEBO统计最优性处理方法。
2023-07-09 cs.SY eess.SY
Robust nonlinear observer design based on impulsive dissipativity
研究了基于非周期离散时间观测的非线性耗散脉冲观测器的设计问题。充分条件推导出（i）指数收敛的观测器的测量不确定性的情况下，和（ii）输入到状态稳定性（ISS）相对于测量不确定性，结合脉冲和耗散系统理论的概念。这些条件主要包括取决于系统特性的测量之间的最小和最大时间的约束、校正增益和期望的ISS增益。一个有代表性的案例被用来说明理论评估。
2020-06-06 cs.SY eess.SY
Adaptive observer of state variables of a nonlinear time varying system with unknown constant parameters
本文针对控制矩阵和非线性部分均含未知常参数的非线性时变系统，提出一种基于GPEBO参数化与带遗忘因子最小二乘法的自适应状态观测器，将文献[4]的线性结果推广到部分未知非线性情形。
2023-05-24 cs.SY eess.SY
Stability-Certified Koopman Observer Design for Nonlinear Systems via Generalized Persidskii Dynamics
College of Engineering and Physical Sciences, Khalifa University（卡利亚法大学工程与物理科学学院）
本文提出基于广义Persidskii系统的Koopman观测器设计方法，通过线性矩阵不等式认证观测误差的输入到状态稳定性，实验证明其在估计精度和鲁棒性上优于扩展卡尔曼滤波和线性Koopman观测器。
2026-05-08 cs.SY eess.SY
Robust asymptotic observer of motion states with nonlinear friction
本文针对仅可测位移且含非线性摩擦的运动系统，提出一种适用于预滑动和滑动阶段的鲁棒降阶Luenberger观测器，并通过摩擦学实验验证其状态估计性能。
2023-05-25 cs.SY eess.SY
Synthesis of Interval Observers for Nonlinear Discrete-Time Systems
针对非线性离散时间系统，提出了一种区间观测器综合的系统方法。反馈增益和其他矩阵是从半定可行性规划的解中找到的。考虑两种情况：（1）间隔观测器与给定系统处于相同的坐标系中，以及（2）间隔观测器使用坐标变换。详细说明了坐标变换的必要条件。数值例子展示了区间观测器的有效性，并展示了其应用到采样数据系统。
2020-11-08 cs.SY eess.SY math.OC
Distributed Nonlinear Observer with Robust Performance - A Circle Criterion Approach
Institute for Systems Theory and Automatic Control, University of Stuttgart（斯图加特大学系统与自动控制中心）
本文提出基于KYP引理的分布式版本，通过局部LMI条件表达物理互联系统的严格正实性，设计出能集体估计含扇区非线性的线性系统的圆准则估计器。
2016-04-12 cs.SY eess.SY
On The Design of a Novel Finite-Time Nonlinear Extended State Observer for Class of Nonlinear Systems with Mismatch Disturbances and Uncertainties
The University of Technology（巴格达理工大学）；The University of Baghdad, College of Engineering（巴格达大学工程学院）
本文提出了一种新型有限时间非线性扩展状态观测器（NLESO），用于主动扰动抵消控制（ADRC）中通过输出反馈技术稳定非线性系统，针对系统不确定性和不连续扰动。将不确定性和扰动等系统中的非线性项聚合为一个称为“广义扰动”的单一项，NLESO在线估计广义扰动并从输入通道中抵消。通过采用饱和类非线性函数，显著减少了线性扩展状态观测器（LESO）中的峰值现象。利用有限时间Lyapunov理论分析NLESO的稳定性，并通过永磁直流（PMDC）电机的仿真验证了所提观测器的有效性。
2019-03-31 cs.SY eess.SY
A Unified KKL-based Interval Observer for Nonlinear Discrete-time Systems
本文基于KKL范式提出一种适用于一般非线性离散时间系统的区间观测器设计，通过目标坐标变换和Lipschitz单射性实现原始坐标的边界重建，无需对系统结构作假设。
2024-04-27 cs.SY eess.SY
Reduced-order asymptotic observer of nonlinear friction for precise motion control
University of Agder（阿格德尔大学）
本文提出了一种用于精确运动控制的非线性摩擦降阶渐近观测器，通过鲁棒观测律和参数约束分析，实现摩擦补偿并提升控制精度。
2025-12-19 cs.SY eess.SY
Optimal Feedback Stabilizing Control of Bounded Jacobian Discrete-Time Systems via Interval Observers
针对受噪声影响的有界雅可比非线性离散时间系统，提出通过镇定高维区间观测器实现最优反馈镇定，建立分离原理并导出线性矩阵不等式以保证闭环稳定。
2024-10-11 cs.SY eess.SY
A Novel Robust Fault Detection Scheme of Lipschitz Nonlinear Systems Using Combination of Bond Graph and Observer
针对非线性Lipschitz系统提出了一种新的鲁棒故障检测方法，其中鲁棒非线性观测器与键合图方法相结合。为了提高基于BG方法的经典解析Redundancy关系（ARRs）FD格式的效率，针对非线性Lipschitz系统，提出了一种新的ARRs形式。这种新形式的残差是基于观测器的输出估计误差，称为基于误差的分析残差关系（EARRs）。该方法实现了对FD系统中的干扰和参数不确定性的鲁棒性。其次，给出了非线性Lipschitz系统的EARR的积分形式，该形式在测量噪声的意义下也是鲁棒的。推导了直流电动机驱动的单连杆机械臂的BG模型，仿真结果表明了该方法与经典ARR方法相比的有效性。
2019-12-01 cs.SY eess.SY
Towards gain tuning for numerical KKL observers
本文针对一般非线性系统的 KKL 观测器，提出一种在瞬态性能与噪声灵敏度之间权衡的经验准则，并利用神经网络学习观测器与系统映射，结合高效状态空间采样方法实现增益整定。
2023-04-14 cs.SY eess.SY
Nonlinear constructive observer design for direct homography estimation
针对基于特征的单应性估计依赖大量图像处理且信息利用不足的问题，提出一种利用$\boldsymbol{SL}(3)$李群结构的非线性直接单应性观测器，证明其局部渐近收敛，可扩展至部分速度测量场景，仿真验证了真实图像上的性能。
2023-08-30 cs.SY eess.SY
Distributed Adaptive Neural Interval Observers for Unknown Nonlinear Systems
Faculty of Mechanical Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT), Vietnam National University Ho Chi Minh City (VNU-HCM)（胡志明市理工大学机械工程学院，越南国立大学胡志明市分校）；Department of Mathematics and Statistics, University of New Mexico（新墨西哥大学数学与统计系）
本文提出一种分布式自适应神经区间观测器，用于未知非线性系统，通过局部测量与相邻信息构建区间估计，并引入经验回放机制增强权重收敛，经非线性示例验证。
2026-10-02 cs.SY eess.SY
Adaptive Observer of Nonlinear One-Sided Lipschitz Systems Using Estimated State Regressors With Finite Excitation
Concordia University（康考迪亚大学）
本文针对一类非线性单侧Lipschitz系统的回归器失配问题，提出一种基于有限激励估计状态回归器的自适应观测器，经稳定性分析其性能优于无历史堆叠学习项的观测器。
2026-09-01 cs.SY eess.SY
Ultra Local Nonlinear Unknown Input Observers for Robust Fault Reconstruction
本文提出一种非线性系统故障估计方法，通过构建超局部模型扩展系统动态并设计非线性未知输入观测器，将故障重构转化为鲁棒状态估计问题，并利用半定规划优化增益，仿真验证了其有效性。
2022-04-04 cs.SY eess.SY
Boundary Feedback and Observer Synthesis for a Class of Nonlinear Parabolic--Elliptic PDE Systems
本文研究包含非线性项的抛物型与椭圆型PDE耦合系统的镇定问题，通过反步设计提出显式边界控制律和指数收敛观测器，并证明了非线性闭环系统的指数稳定性与适定性。
2025-07-16 cs.SY eess.SY math.AP
Adaptive Gain Nonlinear Observer for External Wrench Estimation in Human-UAV Physical Interaction
Carleton University（卡尔顿大学）；University of Thi-Qar（提卡大学）
本文提出自适应增益非线性观测器用于估计人机无人机物理交互中的外部力矩，通过非线性动态模型实现高精度鲁棒估计，无需专用传感器，提升交互安全性和实用性。
2026-03-06 cs.SY eess.SY
Nonlinearly Stable Real-Time Learning and Model-Free Control
这项工作提供了一个框架的非线性无模型控制系统未知的输入输出动态，但可以控制的输入输出。该框架导致系统的实时控制，使得输入可以跟踪可行的输出轨迹。与现有的无模型或数据驱动的控制方法不同，该框架保证了非线性稳定性。在所提出的框架中的控制器和观测器的设计是非线性稳定的和鲁棒的未知动态以及未知的测量噪声。为了便于计算机实现，该框架是在离散时间开发的。离散时间观测器和控制器的非线性稳定性分析进行了离散李雅普诺夫分析。未知的输入输出动态学习实时使用非线性稳定的观察员从以前的输入输出历史。该观测器保证了当未知模型为常数时，模型估计误差有限时间稳定收敛到零;当模型在离散时间内有界变化时，模型估计误差收敛到零向量的有界邻域。测量的输出被过滤的有限时间稳定的观察员之前，在所需的输出轨迹的反馈跟踪使用。在此框架下的短时稳定观测器设计也确保了非线性分离原则对分离的控制器和观测器设计有效。一个无模型的非线性稳定的控制方案，然后设计，以确保所观察到的输出收敛到期望的输出轨迹。该控制方案保证了跟踪误差的非线性有限时间稳定收敛到一个流形上，其中跟踪误差渐近衰减。一个非线性二阶系统的数值实验证明了这种非线性无模型控制框架的性能。
2019-08-11 cs.SY eess.SY
Observer Design for Nonlinear Systems with Equivariance
等方差是许多非线性控制系统的共同和自然属性，特别是那些与机电和导航系统模型相关的系统。这样的系统承认一个对称性，相关的等方差，提供结构，使设计强大的和高性能的观察员。一个关键的见解是使观察者状态位于对称群中，而不是位于系统状态空间中。这使得人们可以定义一个全局定义的内在等变误差，但在定义内部动态的观察员提出了挑战。通过选择的观测器内部模型的系统动态的等变升降机，我们表明，误差动态有一个特别好的形式。将扩展卡尔曼滤波（EKF）方法应用于等变误差状态，得到等变滤波器（EqF）。状态空间流形的几何形状自然地表现为对经典EKF Riccati方程的曲率修正。等变滤波器利用对称性，并尊重等变系统模型的几何形状，并产生高性能的鲁棒滤波器，用于各种机电和导航系统。
2022-05-06 cs.SY eess.SY
Optimal Interval Observers for Bounded Jacobian Nonlinear Dynamical Systems
针对受有界不确定性影响的有界雅可比非线性系统，提出两种基于混合单调分解和嵌入系统的最优区间观测器设计，通过最小化误差系统增益保证输入到状态稳定，并验证了其有效性。
2024-10-11 cs.SY eess.SY
Chaos Synchronization using Nonlinear Observers with applications to Cryptography
这篇综述论文的目的是介绍使用非线性观测器的混沌同步及其在密码学中的应用。我先从密码学的概述开始。然后，我回顾了混沌理论的基础知识以及如何将混沌系统用于密码学，并介绍了混沌同步问题。然后，介绍了用于混沌系统同步的非线性观测器理论。我先解释一下可观测性问题。然后介绍了几种经典的观测器：卡尔曼滤波器、Luenberger观测器、扩展卡尔曼滤波器、Thau观测器和高增益观测器。最后，介绍了更先进的观测器：自适应观测器，未知输入观测器，滑模观测器和ANFIS（自适应神经模糊推理系统）观测器。
2021-08-03 cs.CR cs.SY eess.SY
KOOPMAN-Luenberger Observer Design for Nonlinear Systems with Application to the Monitoring of a Latent Thermal Energy Storage
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Rubitherm Technologies GmbH（鲁比热姆技术有限公司）；AIT Austrian Institute of Technology GmbH, Center for Energy（奥地利技术研究院能源中心）
本研究提出KOOPMAN-LSO设计框架，结合Koopman提升与线性观测器优势，在LTES系统上实现了受限感知下的非线性状态高精度估计，验证了其实际应用潜力。
2026-08-12 cs.SY eess.SY
Observability is Sufficient for the Design of Globally Exponentially Convergent State Observers for State-affine Nonlinear Systems
本文研究状态仿射非线性系统的状态观测问题。我们的主要贡献是提出了一个全球指数收敛的观测器，只需要必要的假设系统的可观测性。据作者所知，这是第一次在文献中报道这样的结果。
2021-08-21 cs.SY eess.SY 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
Observer design for nonlinear triangular systems with unobservable linearization
National Technical University of Athens（雅典国立技术大学）
针对一类具有不可观测线性化的三角时变非线性系统，推导了Luenberger型观测器存在的充分条件，并通过时变动力学切换序列实现状态估计。
2012-04-15 cs.SY eess.SY math.OC
