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High-Gain Dead-Zone Observers for Linear and Nonlinear Plants

Authors :
Matteo Cocetti
Sophie Tarbouriech
Luca Zaccarian
University of Trento [Trento]
Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Équipe Méthodes et Algorithmes en Commande (LAAS-MAC)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Dipartimento di Ingegneria Industriale [Trento]
Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Source :
IEEE Control Systems Letters, IEEE Control Systems Letters, IEEE, 2019, 3 (2), pp.356-361. ⟨10.1109/LCSYS.2018.2880931⟩, IEEE Control Systems Letters, 2019, 3 (2), pp.356-361. ⟨10.1109/LCSYS.2018.2880931⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2019.

Abstract

International audience; We propose an adaptive dead-zone mechanism to robustify observers against high-frequency noise. The construction applies to Luenberger observers and high-gain observers for plants in strict feedback form. The dead-zone improves performances by trimming a portion of the output injection term and trapping the high frequency noise in the dead band. We show that the observer gain and the adaptation parameters can be obtained by solving a linear matrix inequality, whose feasibility only requires detectability of the plant. The parameters obtained through this optimization ensure (in the absence of noise) global exponential stability of the estimation error dynamics, and input-to-state stability (ISS) from the measurement noise to the estimation error.

Details

ISSN :
24751456
Volume :
3
Database :
OpenAIRE
Journal :
IEEE Control Systems Letters
Accession number :
edsair.doi.dedup.....9485cafd43ea1e303f18dd582da378d2
Full Text :
https://doi.org/10.1109/lcsys.2018.2880931