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第1章绪论1.1非线性反馈控制1.2从传统方法到现代非线性控制1.3状态反馈线性化1.4逆系统与零动态1.5不确定性系统的状态反馈1.6非线性观测器1.7输出反馈1.8不确定性系统的输出反馈1.9本书章节安排1.10实际控制问题1.11习题第一部分状态反馈设计第2章反馈线性化2.1线性系统的极点配置2.2反馈线性化2.3坐标变换线性化2.4部分反馈线性化2.5三角型系统的镇定2.6全局反馈线性化2.7多输入系统的推广2.8实例2.9结论2.10习题n第3章自适应反馈线性化3.1匹配和三角型条件3.2鲁棒镇定3.3自校正调节器3.4自适应反馈线性化3.5多输入系统的推广3.6实例3.7结论3.8习题第4章输出跟踪4.1逆系统与跟踪动态4.2输入-输出反馈线性化4.3干扰解耦4.4干扰抑制4.5具有暂态性能指标的自适应跟踪4.6多变量系统的推广4.7实例4.8结论4.9习题n第二部分输出反馈设计第5章自适应观测器5.1线性系统的观测器5.2具有线性误差动态的观测器5.3自适应观测器5.4多变量系统的推广5.5实例5.6结论5.7习题第6章镇定与指数跟踪6.1静态输出反馈线性化6.2动态输出反馈线性化6.3输出反馈镇定6.4输出反馈指数跟踪6.5实例6.6结论6.7习题第7章鲁棒调节与自适应跟踪7.1结构几何条件7.2鲁棒镇定7.3自校正定点调节器7.4自适应跟踪7.5实例7.6结论7.7习题附录A微分几何基础附录B稳定性理论基础n作者:

(意)伊西多AlbertoIsidori著,王奔,庄圣贤译n出版社:

电子工业出版社这是一本在国际上最负盛名、最有影响的自动控制领域专著,主要阐述应用微分几何理论设计非线性控制系统的方法。

n前三章介绍了非线性系统的基本理论及其相关的近世代数和几何基础理论;

n第4章和第5章叙述了单输入单输出及多输入多输出非线性系统的精确线性化方法;

n第6章和第7章进一步深入讨论了多输入多输出非线性系统的输入输出解耦问题;

n第8章陈述了输出跟踪和输出调节问题;

n第9章针对较弱的条件探讨了半全局线性化问题。

n附录A概述了所涉及到的拓扑学及微分拓扑学的相关理论;

附录B简述了中心流形理论及奇异摄动理论。

前三章和附录介绍了本书的基础知识,其他各章则阐述前三章和附录介绍了本书的基础知识,其他各章则阐述了各种设计方法。

了各种设计方法。

n作者:

(美)哈里尔Hassank.Khalil著n出版社:

电子工业出版社n全书内容按照数学知识的由浅入深分成了四个部分。

基本分析部分介绍了非线性系统的基本概念和基本分析方法;

反馈系统分析部分介绍了输入-输出稳定性、无源性和反馈系统的频域分析;

现代分析部分介绍了现代稳定性分析的基本概念、扰动系统的稳定性、扰动理论和平均化以及奇异扰动理论;

非线性反馈控制部分介绍了反馈控制的基本概念的反馈线性化,并给出了几种非线性设计工具,如滑模控制、Lyapunov再设计、反步法、基于无源的控制和高增益观测器等。

此外本书附录还汇集了一些书中用到的数学知识,包括基本数学知识的复习、压缩映射和一些较为复杂的定理证明。

作者:

(美)萨斯特著出版社:

世界图书出版公司出版时间:

2007-5-1版次:

1页数:

667字数:

印刷时间:

2007-5-1开本:

英文版MIT在线课程的推荐读物,的确很有深度,不是很适合初学n作者:

曹建福,韩崇昭,方洋旺编著n出版社:

西安交通大学出版社本书基本内容分为三大部分。

第一部分从混沌动力学角度,研究了非线性控制系统中的混沌分形现象,并着重介绍了非线性系统的现代时域分析方法、混沌控制与同步、非线性信息处理内容;

第二部分基于广义频率响应函数,介绍了非线性系统的频谱分析方法,以及基于GFRF的频域稳定性理论;

第三部分包括非线性系统的辨识算法、非线性系统的综合方法及混沌控制等内容。

书中最后一章利用所提出的方法,研究了三轴载人运动转台的建模、分析和控制问题。

n非线性控制系统分析与设计(第2版)n作者:

冯纯伯,费树岷编著n出版社:

电子工业出版社n第1章引论1.1非线性控制概述1.2非线性控制系统的教学方程1.3关于非线性常微分议程的解的存在性及唯一性1.4二阶系统自由运动的分析1.5本书的基本内容习题参考文献第2章李亚普诺夫稳定性2.1李亚普诺夫稳定性的定义2.2李亚普诺夫稳定性定理2.3全局渐近稳定问题2.4不稳定性定理2.5时变系统的稳定性2.6线性定常系统的稳定性2.7按第一次近似确定非线性系统的稳定性2.8系统过渡过程及品质的估计2.9构造李亚普诺夫函数2.10向量李亚普诺夫函数2.11非线性大系统的稳定性2.12绝对稳定性2.13小结习题参考文献第3章输入输出特性分析本章的特殊符号和定义3.1概述3.2范数(模)3.3反馈的一般性质3.4Popov的绝对稳定性3.5无源性分析3.6复合动态系统的无源性3.7再论绝对稳定性3.8无源性定理和小增益定理之间的关系3.9应用无源性分析研究一般动态系统的稳定性3.10小结附录A富氏变换附录B褶积习题参考文献n第4章描述函数法及其应用4.1引言4.2描述函数4.3典型非线性的描述函数4.4多重非线性的描述函数4.5在分析非线性反馈系统的稳定性中的应用4.6非线性校正4.7利用信号切换校正惯性环节的参数4.8利用外加信号校正惯性环节4.9利用反馈系数的突变惯性环节4.10利用逻辑切换校正微分环节的参数4.11小结习题参考文献第5章变结构控制5.1概述5.2间断上运动的描述5.3滑动静态的稳定性5.4间断系统设计的一般讨论5.5滑模控制设计的一般讨论5.6单变量系统滑模控制的设计5.7线性定常系统变结构控制的稳定性5.8多变量系统滑模控制的设计5.9具有干扰时线性系统的滑模控制5.10电机的滑模控制5.11机械手的变结构控制5.12滑动模态在信号处理中的应用5.13遏制高频颤动的方法5.14离散时间系统变结构控制5.15输出反馈变结构控制5.16小结习题参考文献第6章非线性系统微分几何理论第7章非线性系统微分代数方法参考文献附录A等价关系附录B环附录C域的扩张附录D模及向量空间作者:

卢强,梅生伟,孙元章著出版社:

清华大学出版社出版时间:

2008-9-1版次:

2页数:

440字数:

577000印刷时间:

2008-9-1开本:

16开纸张:

胶版纸印次:

1ISBN:

9787302184812其余参考书:

自己Googlen掌握MatlabNonlinearControlDesign(NCD)Toolbox校园网图书馆超星下载图书非线性控制系统(NLCS)概述n许多控制系统都具有非线性特性许多控制系统都具有非线性特性。

例如随动系统的齿轮传动具有齿隙和干磨擦等,许多执行机构都不可能无限制地增加其输出功率,因此就存在饱和非线性特性。

以上所举的例子中的非线性是由于系统的不完善而产生的,这种不完善实际上是不可避免的。

n有些非线性是系统动态特性本身所固有的。

有些非线性是系统动态特性本身所固有的。

例如高速运动的机械手各关节之间有哥氏力的耦合,这种耦合是非线性的,如果要研究机械手高速运动的控制就必须考虑非线性锅合。

电力系统中传输功率与各发电机之间相角差的正弦成正比,如果要研究电力系统中的大范围运动时,就必须考虑非线性特性的影响。

n还有一类对象本身虽然是线性的,但为了对它进行高质量的控制,还有一类对象本身虽然是线性的,但为了对它进行高质量的控制,常常在控制系统中有意识地引进非线性的控制规律常常在控制系统中有意识地引进非线性的控制规律。

例如时间最短控制就要采用bang-bang控制,它是非线性的。

严格说来,非线性是普遍存在的,非线性系统才是最一般的系统,线性系统只是其中的特殊例子。

非线性特性千差万别,不可能有统一的普遍适用的处理办法。

而线性系统则大为简单,可以用线性常微分方程来描述。

解线性常微分方程已有成熟的方法,因此线性控制系统理论取得很大的成就。

对比之下非线性微分方程只有在个别情况下才有解析解。

这给非线性控制系统的研究带来极大的困难。

NLS和LS本质区别n对于线性系统重叠原理可以应用,对于非线性系统因为特性不是线性的,因此重叠原理不能应用。

对于重叠原理可以应用的系统,分析大为简单,小信号和大信号作用下的结果应该一致。

对于重叠原理不能应用的系统,分析大为复杂,大信号和小信号作用的结果可以大不相同。

n一般来说,对于非线性系统不能求得完整的解,目前的数学工具还远远不够。

因此一般只能对非线性系统的运动情况作一些估计,例如对系统的稳定性、动态品质等作一些估计。

系统中的现象n线性控制系统中的运动只可能有几种情况:

如衰减的或发散的振荡或不振荡运动,或临界的振荡等等。

n非线性系统巾的运动要复杂得多,可以是振荡的或不振荡的过程,这种振荡严格说来不一定能用调和函数来表示;

可以是稳定的或不稳定的,这种稳定可以是全局的,也可能是局部的;

可以出现振荡的极限环,这种极限环可能有多个;

还可能出现混钝现象,既非稳定的极限环,又非无限制的发散。

总之,非线性系统中的现象要复杂得多。

NLCS研究史非线性控制的经典方法及局限性1相平面法Poincare,1885年首先提出的一种求解常微分方程的图解方法,这种方法的实质是将系统的动态过程在相平面内用运动轨线的形式绘制成相平面图,然后根据相平面图全局的几何特征,来判断系统所具有的动静态特性。

该方法主要用奇点、极限外概念描述相平面的几何特征并将奇点和极限环分成几种类型。

现代控制理论论中的状态空间分析可以看成是相平面分析方法的推广,从相平面方法还产生了现代控制理论中的变结构控制。

该方法仅适用于二阶及简单的三阶系统。

2描述函数法(又称谐波线性化法)英国的PJDaniel,1940年提出的。

研究对象:

可以是任何阶次的系统,研究思想研究思想:

用谐波分析的方法,忽略由于对象非线性因素所造成的高次谐波成分,而仅使用一次谐波(基波)分量来近似描述其非线性特性。

当系统中的非线性元件用线性化的描述函数替代以后,非线性系统就等效成一个线性系统,然后就可借用线性系统理论中的频率响应法来对系统进行频域分折。

描述函数法可用来近似研究非线性控制系统的稳定性和自持振荡问题,还可用它对非线性控制系统进行综合。

3绝对稳定性理论绝对稳定性的概念是由苏联学者鲁里叶与波斯持尼考夫提出。

研研究究的的对对象象:

由一个线性环节和一个非线性环节组成的闭环控制系统,并且非线性部分满足扇形条件。

研研究究方方法法:

利用二次型加非线性项积分作为李亚普诺夫函数,给出了判定非线性控制系统绝对稳定性的充分条件。

在此基础上,许多学者做了大量的工作,提出了不少绝对稳定性判据条件,其中最有影响的是波波大判据和圆判据,这两种方法部属于频率法,其特点是用频率特性曲线与某直线或圆的关系来判定非线性系统的稳定性。

也有人试图将单变且系统的方法推广到多变量系统的情况但都不成功。

4李亚普诺夫稳定性理论李亚普诺夫稳定性理论是分析和研究非线性控制系统稳定性的经典理论,现在仍被大家广泛采用。

李亚普

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