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非線性系統控制設計與分析

  • 作者：編者:宋永端|責編:孟銳
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030725608
  • 出版日期：2022/08/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：221
人民幣：RMB 96 元      售價：元
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內容大鋼
    本書圍繞非線性系統數學模型、控制器設計與分析、相關研究熱點三個方面展開。全書共10章，第1章簡要介紹控制理論進展，第2章介紹李雅普諾夫穩定性理論，第3章介紹系統典型設計和分析方法，第4章介紹標準型非線性系統控制，第5章介紹嚴格反饋型非線性系統狀態反饋控制，第6章與第7章分別概述非線性觀測器設計方法與輸出反饋控制器設計方法，第8章介紹嚴格反饋非線性系統預設性能控制，第9章為有限/預設時間控制，第10章介紹多輸入多輸出非線性系統控制。此外，第3?10章均配備有習題。
    本書可作為高等學校自動化、電氣工程、機械工程、電子信息工程等相關專業的「非線性系統控制」課程教材，同時也為研究生及工程技術人員提供參考。本書配套有電子課件、部分習題答案或解答思路等教學資源，歡迎向該教材人員索取。
作者介紹
編者:宋永端|責編:孟銳
目錄
前言
第1章  引言
  1.1  自動控制理論進展
    1.1.1  線性系統理論
    1.1.2  非線性系統理論
  1.2  非線性模型
    1.2.1  一般非線性問題
    1.2.2  非線性系統模型
  1.3  非線性現象
  1.4  典型非線性系統舉例
    1.4.1  單擺
    1.4.2  質量-彈簧系統
  1.5  非線性系統常見形式
  1.6  章節安排
  參考文獻
第2章  李雅普諾夫理論
  2.1  非線性系統基礎知識
    2.1.1  非線性系統概念
    2.1.2  自治系統與非自治系統
    2.1.3  平衡點
  2.2  自治系統的穩定概念
    2.2.1  穩定與不穩定
    2.2.2  漸近穩定與指數穩定
    2.2.3  半全局穩定與全局穩定
  2.3  李雅普諾夫線性化方法
  2.4  李雅普諾夫直接方法
    2.4.1  正定函數與李雅普諾夫函數
    2.4.2  局部和全局穩定性的李雅普諾夫定理
  2.5  不變集理論
  2.6  非自治系統的穩定概念
    2.6.1  平衡點和不變集
    2.6.2  穩定性概念拓展
    2.6.3  穩定性概念中的一致性
  2.7  非自治系統的李雅普諾夫分析
    2.7.1  時變正定函數和具有無窮大上界的函數
    2.7.2  非自治系統穩定的李雅普諾夫定理
  2.8  Barbalat引理
  2.9  系統解的存在性與唯一性
  2.10  重要不等式
  2.11  本章小結
  參考文獻
第3章  典型設計方法
  3.1  三大控制問題
    3.1.1  鎮定問題
    3.1.2  調節問題
    3.1.3  跟蹤問題
  3.2  基於模型控制
    3.2.1  鎮定控制
    3.2.2  跟蹤控制
  3.3  可參數化分解情形下的跟蹤控制

    3.3.1  自適應跟蹤控制
    3.3.2  模擬驗證
  3.4  非參數分解情形下的跟蹤控制
    3.4.1  核心函數
    3.4.2  徑向基函數神經網路
    3.4.3  魯棒控制
    3.4.4  魯棒自適應控制
    3.4.5  零誤差跟蹤控制
    3.4.6  模擬驗證
  3.5  控制方向未知情形下的跟蹤控制
    3.5.1  Nussbaum-類型函數介紹
    3.5.2  控制器設計與穩定性分析
    3.5.3  數值模擬
  3.6  本章小結
  習題
  參考文獻
第4章  標準型非線性系統控制
  4.1  基於模型的跟蹤控制
  4.2  二階標準型非線性不確定系統跟蹤控制
    4.2.1  系統描述
    4.2.2  控制器設計與穩定性分析
    4.2.3  數值模擬
  4.3  高階標準型非線性不確定系統跟蹤控制
    4.3.1  系統描述
    4.3.2  基於濾波變數的重要引理及其證明
    4.3.3  控制器設計與穩定性分析
    4.3.4  數值模擬與結果分析
  4.4  本章小結
  習題
  參考文獻
第5章  嚴格反饋非線性系統狀態反饋控制
  5.1  嚴格反饋非線性系統模型
  5.2  Backstepping（反步）方法介紹
  5.3  基於調節函數的參數嚴格反饋系統自適應控制
    5.3.1  控制器設計
    5.3.2  定理及穩定性分析
    5.3.3  數值模擬
  5.4  基於核心函數的嚴格反饋系統魯棒自適應控制
    5.4.1  問題描述
    5.4.2  控制器設計
    5.4.3  定理及穩定性分析
    5.4.4  數值模擬
  5.5  本章小結
  習題
  參考文獻
第6章  非線性觀測器
  6.1  局部觀測器
  6.2  擴展的卡爾曼濾波器
  6.3  全局觀測器
  6.4  高增益觀測器

  6.5  基於高增益觀測器的輸出反饋控制
    6.5.1  系統描述
    6.5.2  標度函數
    6.5.3  系統變換和誤差動力學
    6.5.4  狀態反饋控制
    6.5.5  輸出反饋控制
    6.5.6  穩定性分析
    6.5.7  飛行器中的應用
  6.6  本章小結
  習題
  參考文獻
第7章  非線性系統輸出反饋控制
  7.1  基於模型的輸出反饋控制
  7.2  三階非線性系統輸出反饋控制
    7.2.1  濾波器設計
    7.2.2  輸出反饋控制器設計
  7.3  高階非線性系統輸出反饋控制
    7.3.1  狀態估計濾波器
    7.3.2  設計步驟和穩定性分析
  7.4  數值模擬
  7.5  本章小結
  習題
  參考文獻
第8章  嚴格反饋非線性系統預設性能控制
  8.1  系統及預設性能模型
  8.2  基於調節函數的嚴格反饋系統預設性能控制
    8.2.1  問題描述
    8.2.2  預設性能函數變換
    8.2.3  控制器設計
    8.2.4  定理及穩定性分析
    8.2.5  數值模擬
  8.3  基於Nussbaum-類型函數的嚴格反饋系統預設性能控制
    8.3.1  問題描述
    8.3.2  系統轉換
    8.3.3  控制器設計
    8.3.4  定理及穩定性分析
    8.3.5  數值模擬
  8.4  本章小結
  習題
  參考文獻
第9章  有限/預設時間控制
  9.1  簡單示例與有限時間穩定性常用判據
    9.1.1  簡單示例
    9.1.2  有限時間穩定性判據
  9.2  有限時間控制
    9.2.1  傳統有限時間控制
    9.2.2  加冪積分有限時間控制
  9.3  預設時間控制
    9.3.1  一階線性積分器的預設時間控制
    9.3.2  基於模型的高階系統預設時間控制

    9.3.3  高階不確定非線性系統的預設時間控制
  9.4  數值模擬
  9.5  討論
    9.5.1  數值問題的解決方案
    9.5.2  實用有限時間控制及實用預設時間控制
  9.6  本章小結
  習題
  參考文獻
第10章  多輸入多輸出非線性系統控制
  10.1  基於模型的MIMO非線性系統跟蹤控制
    10.1.1  問題描述
    10.1.2  控制設計與穩定性分析
  10.2  標準型不確定MIMO非線性系統跟蹤控制
    10.2.1  問題描述
    10.2.2  基於參數分解的控制器設計與穩定性分析
    10.2.3  基於核心函數的控制器設計與穩定性分析
  10.3  機器人系統跟蹤控制
    10.3.1  問題描述
    10.3.2  控制器設計
  10.4  嚴格反饋MIMO非線性系統跟蹤控制
    10.4.1  問題描述
    10.4.2  控制設計與穩定性分析
    10.4.3  數值模擬
  10.5  本章小結
  習題
  參考文獻

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