奇异系统的鲁棒控制理论

前言

第1章绪论

1．1奇异系统概述

1．2奇异系统的鲁棒控制研究概况

1．3本书结构

1．4结论

参考文献

第2章奇异线性标称系统的鲁棒控制基本理论及方法

2．1基本理论及线性矩阵不等式基础

2．1．1基本理论

2．1．2线性矩阵不等式基础

2．2奇异标称系统解的可容许条件

2．2．1基于频域的可容许条件

2．2．2基于参数的可容许条件

2．2．3数值例子

2．3奇异标称系统的鲁棒稳定性及鲁棒可镇定条件

2．3．1奇异标称自治系统的鲁棒稳定性

2．3．2奇异标称系统的鲁棒可镇定条件

2．3．3数值例子

2．4奇异标称系统的鲁棒H∞控制

2．4．1奇异标称系统的鲁棒H∞性能

2．4．2奇异标称系统的鲁棒H∞控制器设计

2．4．3数值例子

2．5结论

参考文献

第3章鲁棒稳定性及鲁棒可镇定条件

3．1引言

3．2不确定连续奇异时滞系统的时滞无关的鲁棒稳定性及鲁棒可镇定条件

3．2．1问题的提出

3．2．2标称奇异时滞自治系统的鲁棒稳定性及鲁棒可镇定条件

3．2．3不确定奇异时滞系统鲁棒稳定及鲁棒镇定条件

3．2．4数值实例

3．3不确定离散奇异时滞系统时滞依赖的鲁棒稳定性及鲁棒镇定条件

3．3．1问题的提出和定义

3．3．2时滞依赖鲁棒稳定性分析

3．3．3鲁棒镇定控制器设计

3．3．4数值仿真例子

3．4结论

参考文献

第4章输人输出鲁棒稳定性及鲁棒H∞控制

4．1引言

4．2问题描述

4．3不确定奇异系统的输入输出鲁棒稳定性

4．3．2不确定奇异时滞系统的鲁棒输入输出稳定性及可镇定条件

4．3．3数值例子

4．4不确定奇异时滞系统的鲁棒H∞控制

4．4．1系统(4．1)不含有时滞情况下的鲁棒H∞控制

4．4．2系统(4．1)的鲁棒H∞控制

4．4．3数值例子

4．5结论

参考文献

第5章鲁棒D-稳定性分析

5．1不确定奇异时滞系统的鲁棒D-稳定性分析

5．1．1引言

5．1．2问题的提出

5．1．3主要结果

5，1．4仿真实例

5．2一类奇异摄动系统的鲁棒D-稳定性分析

5．2．1引言

5．2．2问题的提出和定义

5．2．3主要结果

5．2．4数值仿真例子

5．3结论

参考文献

第6章一类非线性奇异系统的鲁棒指数稳定性条件

6．1引言

6．2系统的描述与定义

6．3鲁棒指数稳定性分析

6．4鲁棒指数镇定判据

6．5数值例子

6．6结论

参考文献

第7章一类非线性系统的鲁棒H∞控制

7．1一类不确定非线性时滞奇异系统的鲁棒H∞滤波

7．1．1引言

7．1．2系统的描述和定义

7．1．3主要结果

7．1．4数值仿真例子

7．2一类非线性时滞奇异系统鲁棒H∞最优保性能控制

7．2．1引言

7．2．2系统的描述与定义

7．2．3主要结果

7．2．4数值仿真

7．3基于奇异系统方法的一类不确定非线性时滞系统的鲁棒H∞控制

7．3．1引言

7．3．2系统的描述和定义

7．3．3鲁棒H∞输出反馈控制

7．3．4数值仿真例子

7．4结论

参考文献

第8章应用实例分析

8．1引言

8．2三自由度直升机的动力学模型的建立

8．2．1直升机升降动力学模型

8．2．2直升机仰俯动力学模型

8．2．3直升机旋转动力学模型

8．2．4基于状态空间的直升机动力学模型

8．3直升机动力学模型的鲁棒稳定性分析

8．3．1直升机线性动态模型的鲁棒稳定性分析

8．3．2直升机非线性动态模型的鲁棒稳定性分析

8．4直升机姿态控制算法设计

8．4．1LQR控制器设计

8．4．2鲁棒H∞状态反馈控制器的设计

8．5结论

参考文献

　　本书在内容上力求做到重点突出、相互衔接。全书重点突出奇异系统解的唯一性、无脉冲性，针对线性、非线性奇异系统，首先解决解的唯一性、无脉冲性问题，在提出系统正则解、无脉冲解充分条件基础上，进行奇异系统鲁棒稳定性、鲁棒D-稳定性分析，最后，进行奇异系统的鲁棒综合问题的阐述、把握重点的基础上，本书在结构上试图建立较完备的理论体系，全书围绕线性奇异系统的鲁棒控制研究到非线性奇异系统的鲁棒控制研究这根主线，在线性奇异系统鲁棒控制方面，系统阐述了各种参数不确定性，时滞对线性时变系统、线性离散系统解的唯一性，无脉冲性的影响；在非线性系统鲁棒控制方面，系统阐述了各种非线性因素对系统鲁棒稳定解与性能的影响，并针对非线性奇异系统滤波、保性能控制问题，进行了系统深入地阐述，试图建立一个完整的理论体系。　　在大多数维数很大的实际系统中，都有呈现奇异摄动特性的快变变量，如电力系统、冷轧机的工业控制系统、生物化学过程、核反应堆、飞机和火箭系统，以及化学扩散反应等。因此奇异系统的鲁棒控制研究也成了控制理论研究的热点之一。而且，由于大惯性环节、传输过程以及复杂的在线分析仪等不可避免地会导致滞后现象的产生，这些滞后特性往往会严重影响控制系统的稳定性以及系统的性能指标。所有这些现象在实际的控制系统中的存在，使得奇异系统的鲁棒控制问题的研究成为了必然。　　本书米用LyapunovRazumikhin、LyapunovKrasovskii稳定性理论以及凸优化等重要理论，基于Barbalat引理以及非奇异线性降阶变换，以线性矩阵不等式作为研究的工具，提出了奇异系统鲁棒稳定性、输入输出稳定性、鲁棒D-稳定的判据，研究了鲁棒控制器、滤波器、最优保成本控制器的设计问题，最后，通过三自由度直升飞机系统验证了本书提出的理论和方法。本书遵循由浅入深的写作思路，力争做到内容上相互衔接，理论上互相补充，形成了较完备的奇异系统理论研究体系。　　本书可用于控制理论与控制工程专业以及控制、机械、通信、计算机、数学等相关专业的研究生教材，也可作为从事鲁棒控制研究的科研、教学和工程技术人员的参考书。