Abstract High‐energy density and long‐lifespan have been a long‐standing target toward the high‐voltage sodium batteries requirement. It is important and essential to explore cathode materials, which can realize high voltage stability. Large‐sized single‐crystal O3‐typed Na[Ni 0.3 Mn 0.35 Cu 0.1 Ti 0.25 ]O 2 is thus designed and successfully synthesized by molten salt‐assist calcination method. The high‐orientation crystal lattice without grain boundaries cannot only accelerate the ion diffusion rate and electronic conductivity, but also minimize the occurrence of phase transitions and mechanical stress to address the crystal oxygen loss. Meanwhile, the large‐exposed stable (003) crystal plane can alleviate the electrolyte attacking and corrosions, forming a stable interface structure. The obtained material exhibits capacity retention rates of 84.4% and 90.1% after 200 cycles at 0.5 C and 1 C, respectively. Once coupled with hard carbon as anode, the full‐cell retains a high 81.5% capacity retention after 1000 cycles at 2 C.

This paper investigates the estimation problem of a class of nonlinear systems with actuator and sensor faults. The primary objective is to design a distributed fault-tolerant observer which can estimate system states and actuator faults. Firstly, a distributed observer network with intermediate parameters is constructed to compensate the missing information of unobservable nodes of the system. Next, a class of redundant sensors is set up for each distributed observer node to obtain more output measurement samples. More importantly, when some of the redundant sensors occur faults, all sensor signals will be further processed and classified by a new algorithm. An index of sensor health level is constructed to characterize the quality of the fault-free or faulty sensor signals. By using the proposed algorithm, unhealthy sensor signals will be automatically filtered out, while healthy ones will be retained. Based on the healthy sensor signals, the system states and actuator faults are estimated. Finally, an example demonstrates that the proposed method is effective.

The model predictive control (MPC)-based asynchronous attack tolerant control scheme is investigated in this article for uncertain Markov jump cyber-physical systems (MJCPSs) under the Denial-of-Service (DoS) attack. To tackle the problem of the system running mode may not be observed in the control center, an asynchronous model predictive controller is proposed. Specifically, a dynamic controller, which can tune the performance online, is designed besides a traditional state feedback one. Even though such a combination may cause possible degradation of system performance, it can expand the initial feasible region and relieve the online computation burden efficiently. In addition, a decision variable is introduced to alleviate limitations on the feasible region generated by the constraints in the traditional MPC method. A series of solvable optimal problems are further constructed to achieve the desired performances. Finally, an application of the proposed method is given to demonstrate its effectiveness.

Abstract In this paper, the problem of robust fault estimation and fault‐tolerant control is considered for networked systems with external disturbances. By introducing an intermediate variable containing the system state information and fault information, the observer to accurately estimate the fault and system state is proposed. The gain matrices of fault estimation observer, fault‐tolerant controller and dynamic event‐triggered mechanism(ETM) are calculated simultaneously by solving a convex optimization problem. Compared with the existing results, the proposed fault estimation strategy does not match observer matching conditions. Furthermore, the introduction of dynamic ETM can effectively reduce the burden of the network with limited bandwidth resources. Finally, two simulation examples show the effectiveness of the proposed method.

Manganese-based layer-structured transition metal oxides are considered promising cathode materials for future sodium batteries owing to their high energy density potential and industrial feasibility. The grain-related anisotropy and electrode/electrolyte side reactions, however, constrain their energy density and cycling lifespan, particularly at high voltages. Large-sized single-crystal O3-typed Na[Ni0.3Mn0.5Cu0.1Ti0.1]O2 was thus designed and successfully synthesized toward high-voltage and long-lifespan sodium batteries. The grain-boundary-free single-crystal structure and unidirectional Na+ diffusion channels enable a faster Na+ diffusion rate and high electronic conductivity. Meanwhile, the large-area exposed (003) crystal plane can not only exhibit a higher energy barrier for electrode–electrolyte side reactions but also alleviate the interlayer sliding and structural collapse during charge–discharge processes. The lattice oxygen in contact with the electrolyte was stabilized, and the TMO6 octahedral structure integrity was maintained as well. A high specific capacity of 160.1 mAh g–1 at a current density of 0.1 C was demonstrated. Coupled with hard carbon as the anode, the full cell can also demonstrate an excellent capacity and cycling stability, achieving a high specific capacity of 141.1 mAh g–1 at 0.1 C. After 100 cycles at 2 C, the capacity retention rate is 97.3%.