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　　分類: 图书,计算机/网络,人工智能,

作者： 方勇纯，卢桂章编著

出 版 社： 清华大学出版社

出版时间： 2009-5-1字数：版次： 1页数： 151印刷时间：开本： 16开印次：纸张：I S B N ： 9787302193036包装： 平装编辑推荐

本书特色：

非线性系统广泛存在于各种实际问题中，它具有许多与线性系统显著不同的特点，因此近年来非线性控制得到了控制理论界的广泛关注。

本书着重讨论基于李雅普诺夫方法的非线性控制理论，并力图将控制器设计与随后的系统稳定性分析进行有机结合，以方便读者理解各种控制方法的设计过程。在内容编排上，尽量避免过于抽象的数学理论，重点分析自适应控制、滑模控制、学习控制等非线性控制方法的设计思路。此外，本书在介绍基本原理的基础上，紧密结合非线性控制领域近年来的突破与进展，并通过分析近年来在国际著名学术期刊和会议上出现的相关论文来介绍该领域的发展动向。

内容简介

非线性控制是近年来控制理论界非常活跃的一个研究领域。本教材重点讨论基于李雅普诺夫方法的非线性控制及其在实际系统中的具体应用，首先介绍李雅普诺夫稳定性理论，然后依次对非线性系统精确线性化、自适应控制、鲁棒控制、学习控制等方法进行讨论，同时应用李雅普诺夫理论对于这些控制方法进行稳定性分析。

在内容安排上，第2、3章是理论基础。其中，第2章重点介绍书中所涉及的数学背景，主要包括用于信号分析的几个重要定理以及少量的微分几何基础知识。第3章讨论李雅普诺夫基本理论，给出各种稳定性的数学定义，并重点介绍李雅普诺夫稳定性理论和拉赛尔不变性原理。第4～8章是对于自适应控制等多种方法的具体介绍和理论分析，各章相互独立，读者可以选择感兴趣的方法进行学习。第8～10章主要介绍非线性控制方法在典型对象，如机器人系统、欠驱动吊车系统和磁悬浮系统中的具体应用。

本书适用对象为高等院校自动化专业研究生，以及从事非线性控制系统分析与设计的工程技术人员。

作者简介

方勇纯，男，南开大学教授，博士生导师，IEEE高级会员，中国自动化学会控制理论专业委员会、智能自动化专业委员会委员。1996年和1999年分别获得浙江大学工学学士和硕士学位。2002年12月毕业于美国克莱姆森大学（Clemson University）电机系，获工学博士学位。2002年12月至2003年11月在美国康奈尔大学（Cornell University）机械与航天工程系进行博士后研究。主要研究方向为机器人视觉伺服，非线性控制及应用，基于原子力显微镜的微纳米系统。2006年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”，2008年获天津青年科技奖提名奖，2009年获“天津市优秀留学人员”荣誉称号。

目录

第1章非线性系统简介

1.1引言

1.2非线性系统的复杂性能

1.2.1非线性系统的多平衡点特性

1.2.2极限环

1.2.3混沌

1.2.4其他非线性现象

1.3非线性控制的重要意义

1.4常见的非线性系统设计与分析方法

1.4.1相平面分析法

1.4.2描述函数法

1.4.3李雅普诺夫法

1.5本书的主要内容安排

习题

参考文献

第2章数学预备知识

2.1范数及其性质

2.2函数的连续性

2.3函数的正定性分析

2.4信号分析基本定理

2.5微分几何基本知识

2.5.1微分流形及切空间

2.5.2李导数与李括号运算

2.5.3伏柔贝尼斯定理

习题

参考文献

第3章李雅普诺夫稳定性理论

3.1引言

3.2稳定性定义

3.3李雅普诺夫间接法

3.4李雅普诺夫直接法

3.5李雅普诺夫候选函数的选择方法

3.5.1基于能量分析的构造方法

3.5.2基于控制目标的构造方法

3.5.3经验与试探相结合的构造方法

3.6拉塞尔不变性原理

习题

参考文献

第4章基于精确模型的控制系统设计

4.1引言

4.2反馈线性化的设计思路

4.3单输入单输出系统的精确线性化

4.3.1SISO系统的输入输出线性化

4.3.2SISO非线性系统的标准型变换

4.3.3SISO非线性系统的状态反馈线性化

4.3.4系统的零动态和最小相位系统

4.4反向递推设计方法

4.5线性滤波降阶设计方法

习题

参考文献

第5章自适应控制

5.1引言

5.2线性参数化条件

5.3基本自适应控制算法

5.3.1自适应控制算法介绍

5.3.2性能分析

5.3.3自适应控制中的参数辨识问题

5.4直流无刷电机的自适应控制

5.5非线性参数化系统的自适应控制

5.5.1滑模自适应控制器设计

5.5.2控制器稳定性分析

习题

参考文献

第6章滑模与鲁棒控制

6.1引言

6.2滑动平面及其性质

6.3滑模控制算法与分析

6.3.1滑模控制算法

6.3.2滑模控制器性能分析

6.3.3滑模控制中的抖振问题

6.4基于滑模结构的鲁棒控制

6.4.1高频率反馈鲁棒控制

6.4.2高增益反馈鲁棒控制

6.4.3鲁棒控制系统的饱和问题

6.5鲁棒自适应控制与自适应鲁棒控制

习题

参考文献

第7章自学习控制

第8章机器人动态控制

第9章欠驱动桥式吊车系统的非线性控制

第10章磁悬浮系统的非线性控制

参考文献

书摘插图

第1章非线性系统简介

1.2 非线性系统的复杂性能

对于线性系统而言，它们具有齐次性和叠加性等良好性质，因此可以应用传递函数来表示系统的输入输出特性，或者是通过状态空间方法来描述系统的状态及输出信号的动态特性。由于线性系统的良好性质，它们的稳定性完全取决于系统的结构和参数（例如传递函数的闭环极点或者是状态空间表示方法中的系统矩阵等），而与系统的初始状态没有任何关系。换言之，对于线性系统而言，对于同一个输人函数，只要系统在某个初始条件下保持稳定，那么对于其他任意初始条件，系统都是稳定的。因此，在线性系统中，所有的稳定性都是在全局意义上成立的。线性系统的这些性质为系统设计带来了非常有利的条件，使整个控制系统的设计和分析简单易行，特别是在稳定性分析方面具有非常成熟的理论和方法。

但是，对于非线性系统而言，它们表现出比线性系统复杂得多的动态行为。首先，由于非线性系统不满足齐次性和叠加性原理，因此无法利用传递函数这个数学工具来描述系统的输入输出关系。此外，对于非线性系统而言，其稳定性不但取决于系统的结构和参数，同时也和系统的初始状态有直接关系。一般而言，系统只有在初始状态满足相应的约束条件，即位于某个集合之内时，才能保证其稳定性。凶此，对于非线性系统而言，在描述其稳定性时，还必须明确区分系统的稳定性是建立在全局范围上还是局部有效的。

……

 

 

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