鲁棒控制理论及应用

第1章鲁棒控制理论概述

1.1系统不确定性和鲁棒性

1.2H∞控制理论的发展概况

第2章H∞控制理论的数学基础

2.1空间和范数

2.1.1距离空间

2.1.2线性赋范空间

2.1.3Banach空间

2.1.4Hilbert空间

2.1.5时域函数空问

2.1.6频域函数空间

2.1.782范数和H∞范数

2.2H∞范数与Riccati方程

2.2.1哈密顿矩阵的性质

2.2.2H∞范数与Riccati方程

2.3H∞范数与Riccati不等式

2.4有理函数阵的分解与稳定性

2.4.1有理函数的H∞上的分解

2.4.2稳定性条件

2.4.3稳定控制器的参数表示

2.5有理函数阵的内外分解

2.6李雅谱诺夫方程

2.7线性分式变换

2.8本章小结

第3章H∞控制的优化设计方法

3.1H∞优化设计的一般步骤

3.2H∞控制的标准问题

3.3H∞控制所包含的各类控制问题

3.3.1灵敏度极小化问题

3.3.2鲁棒镇定问题

3.3.3混合灵敏度优化问题

3.3.4跟踪问题

3.3.5模型匹配问题

3.4加权函数的选择和特点

3.5H∞控制系统的稳定性

3.6标准H∞控制问题的“2-Riccati方程”的解

3.7状态反馈设计问题

3.7.1D11=0，D12列满秩的特例

3.7.2D11=D12=0的特例

3.7.3状态反馈问题的完全解

3.8输出反馈设计问题

3.8.1输出反馈设计特例

3.8.2输出反馈问题的一般解

3.9本章小结

第4章MATLAB工具箱介绍

4.1控制系统工具箱

4.1.1模型建立及模型转换函数

4.1.2LTI对象属性的存取和设置

4.1.3系统建模

4.1.4状态空间实现

4.1.5系统特性函数

4.1.6系统根轨迹

4.1.7系统频率响应

4.1.8系统时域响应

4.2鲁棒控制工具箱

4.2.1控制系统模型的数据结构

4.2.2模型建立工具

4.2.3模型转换工具

4.2.4多变量波特图

4.2.5鲁棒控制综合方法

4.2.6模型降阶工具

4.3本章小结

第5章H∞控制理论在船舶电站频率控制中的应用

5.1柴油发电机组机电暂态过程的数学模型

5.2柴油机调速系统的数学模型

5.3柴油机调速系统H∞标准设计问题模型的建立

5.4H∞转速控制器的设计

5.5计算机仿真结果分析

5.6H∞优化设计方法的特点

5.7本章小结

第6章H∞控制理论在船舶电站电压控制中的应用

6.1同步发电机电磁暂态过程的数学模型

6.1.1考虑次暂态电动势Ea,Eb变化的模型

6.1.2考虑暂态电动势Ea变化的模型

6.2船舶电站负荷的数学模型

6.2.1静负荷的数学模型

6.2.2动负荷的数学模型

6.3同步发电机调压系统的数学模型

6.3.1相复励励磁系统的数学模型

6.3.2可控硅励磁系统的数学模型

6.3.3交流无刷励磁系统的数学模型

6.4同步发电机调压系统H∞标准设计问题模型的建立

6.5Hoo电压控制器的设计

6.6计算机仿真结果分析

6.7关于同步发电机数学模型的讨论

6.8本章小结

第7章H∞控制理论在船舶电站综合控制中的应用

7.1针对H∞综合控制器的柴油发电机组数学模型

7.1.1柴油发电机组机电暂态过程的数学模型

7.1.2柴油发电机组电磁暂态过程的数学模型

7.1.3柴油发电机组统一的数学模型

7.2柴油发电机组综合控制系统的数学模型

7.3柴油发电机组H∞综合控制器的设计

7.4计算机仿真结果分析

7.5本章小结

参考文献

　　本书全书围绕H∞鲁棒控制理论这一主线逐步展开，并贯穿始终，着重讨论了在船舶电站频率控制、电压控制、综合控制的问题，分析了H∞优化设计方法的实质，对系统设计中每一步遇到的主要问题都做了深入的研究。向读者介绍H∞鲁棒控制理论的研究成果，使读者能尽快走入该领域的前沿，为进一步从事这方面的学习和研究打下良好的基础。可作为高等学校自动化专业、电气工程及其自动化专业高年级本科生以及控制科学与工程专业、电气工程专业研究生的选修教材，亦可供高等学校自动化及其相关专业的教师、工程技术人员参考。　　本书系统地介绍了H∞鲁棒控制的概念、理论、设计方法以及H∞控制理论在船舶电站中的应用。内容包括：鲁棒控制理论概述，H∞控制理论的数学基础，H∞控制的优化设计方法，与鲁棒控制有关的MATLAB工具箱介绍，H∞控制理论在船舶电站频率控制中的应用，H∞控制理论在船舶电站电压控制中的应用，H∞控制理论在船舶电站综合控制中的应用。