圖書信息
作 者：李殿璞著
叢 書 名：
出 版 社：西北工業大學出版社，北京航空航天大學出版社，北京理工大學出版社，哈爾濱工業大學出版社，哈爾濱工程大學出版社
ISBN：9787561226711
出版時間：2009-12-01
版 次：1
頁 數：646
裝 幀：平裝
開 本：16開
所屬分類：圖書 > 科學與自然 > 非線性科學
內容簡介
《非線性控制系統》是控制科學與工程和電氣工程等學科的一門專業基礎課教材，主要面向控制科學與工程和電氣工程等學科專業的碩士和博士研究生，系統地講述非線性控制系統的基礎理論和方法。本教材在理論和定理的闡述上由淺入深，文字順暢，便於讀者閱讀理解，很適於作為自學、自修提高的教材。此外，本教材所提供的一些典型國防工程套用實例和基礎模型，可供碩士和博士研究生撰寫論文時和從事實際工作時借鑑。
《非線性控制系統》適合作為博士研究生和碩士研究生的學位課、指定選修課或一般選修課教材，也可作為高年級本科生的輔助教材，同時可供相關專業方向的科技人員和管理人員參考。
目錄
第1章 非線性現象和典型非線性系統
1.1 非線性模型和非線性現象
1.2 典型非線性舉例
1.3 工程中的典型非線性舉例
1.4 習題
第2章 二階系統
2.1 相平面和相圖
2.2 二階線性系統的相平面分析
2.3 多平衡點舉例
2.4 非線性系統近平衡點處的性質
2.5 極限環
2.6 畫相圖
2.7 周期軌道的存在性
2.8 分岔
2.9 習題
第3章 微分方程解的基本性質
3.1 解的存在性和唯一性
3.2 解對初始條件和系統參數的連續依賴性
3.3 利用靈敏度方程求有參數攝動非線性方程近似解
3.4 比較原理
3.5 習題
第4章 Lyapunv穩定性
4.1 自治系統的Lyapunov穩定性
4.2 LaSalle不變性原理
4.3 線性系統原點穩定性和線性化方法
4.4 比較函式
4.5 時變系統的Lyapunov穩定性
4.6 線性時變系統和非線性時變系統的線性化方法
4.7 逆定理——Lyapunov函式存在條件
4.8 有界性和最終有界性
4.9 輸入一狀態穩定性
4.1 0習題
第5章 輸入一輸出穩定性
5.1 f穩定性
5.2 狀態模型的f穩定性
5.3 f2增益
5.4 反饋互聯繫統和小增益定理
5.5 習題
第6章 無源性
6.1 無記憶函式
6.2 狀態模型表示的動力學系統的無源性
6.3 從線性系統的正實性到無源性
6.4 以無源性條件表示的fz穩定性和Lyapunov穩定性
6.5 分析反饋互聯繫統f2穩定性和Lyapunov穩定性的無源性方法
6.6 反饋互聯繫統作無源性分析時的迴路變換
6.7 習題
第7章 反饋系統的頻域分析
7.1 Nyquist判據、復陣奇異值和G（s）的扇形變換
7.2 絕對穩定性的定義
7.3 絕對穩定性的圓判據
7.4 絕對穩定性的Popov判據
7.5 描述函式法
7.6 習題
第8章 受擾系統的穩定性
8.1 受擾系統
8.2 回零擾動
8.3 不回零擾動
8.4 時變擾動上界和比較法
8.5 任意時間段上估計擾動導致的解偏差
8.6 複雜互聯繫統的穩定性
8.7 輸入慢變系統
8.8 習題
第9章 非線性控制綜述和經典設計方法
9.1 非線性控制問題的主要類型
9.2 局部線性化法鎮定非線性系統
9.3 積分控制用於非線性系統
9.4 基於線性化方法的積分控制
9.5 增益切換
9.6 習題
第10章 微分幾何方法和反饋線性化
10.1 微分幾何基礎
10.2 非線性系統反饋線性化概念
10.3 坐標變換和輸入一輸出線性化
10.4 狀態反饋線性化及實例
10.5 狀態反饋控制
10.6 習題
第11章 滑模變結構控制
11.1 滑模控制
11.2 滑模魯棒鎮定問題
11.3 滑模魯棒跟蹤和調節問題
11.4 習題
第12章 非線性設計工具
12.1 Lyapunov再設計
12.2 反步法
12.3 基於無源性的控制
12.4 可用於非線性系統的高增益魯棒觀測器
12.5 習題
第13章 多入多出系統反饋線性化
13.1 m入m出系統的相對階和坐標變換映射
13.2 坐標變換為正則形式和準正則形式
13.3 m人m出系統的狀態反饋
13.4 全狀態反饋線性化問題可解的充要條件
13.5 相對階p=n系統的全狀態反饋線性化
13.6 相對階p13.7 m入m出系統的解耦
13.8 一些工程用例
13.9 習題
第14章 動態反饋與相對階
14.1 動態反饋控制
14.2 動態擴充算法
14.3 動態擴充的階段分解定理
14.4 動態擴充算法舉例——飛行器控制
14.5 動態擴充算法舉例——多連桿機械手
第15章 魯棒反饋線性化和自適應反饋線性化
15.1 自適應控制設計工具
15.2 受擾系統的等價系統
15.3 愛擾系統的靜態狀態反饋魯棒鎮定
15.4 用自校正調節器的自適應反饋線性化
15.5 用參考模型的自適應反饋線性化
15.6 向多輸入系統的推廣
15.7 工程套用舉例
15.8 習題
附錄A 工程常用模型推導
A.1 感應電動機
A.2 兩連桿機械手
A.3 同步發電機
附錄B 數學基礎
B.1 向量和矩陣的範數
B.2 基本的集合概念
B.3 lipschitz條件
B.4 斜對稱陣
參考文獻
索引
前言
本教材主要面向控制科學與工程學科專業以及其他相關學科專業的碩士和博士研究生以及高年級的本科生，系統地講述了非線性控制系統的基礎理論和方法，旨在通過學習，使讀者了解和掌握非線性系統的一些基本和主要的分析方法和綜合設計方法，了解非線性控制系統理論近年來的新發展，為進一步深入研究和提高提供理論基礎。
為實現上述目標，本教材在內容選擇上，把重點放在兩個方面。一方面，加強基礎理論教學，使學生紮實地、系統地學習基本理論，掌握最必要的非線性控制系統的基本概念和理論知識，能靈活地運用主要定理和結論；另一方面，抓設計方法教學，既可掌握系統的設計知識，受到初步工程設計訓練，儘快完成從控制理論學習到工程套用的認識過渡，又可增強基礎理論教學的目的性，避免學習的盲目性。兩方面都不可偏廢。兩方面的內容配合設定，將顯著提高教學質量。
本教材在注重基礎理論知識傳授的同時，在內容上也注意介紹非線性控制系統在國防領域的技術套用實例，把為國防服務和具有國防科技特色作為重要方面。這是由本教材適用對象的不同所決定的，也決定了本教材在內容取捨和側重點上與同類教材有較大的不同。通過學習本教材，可接觸到很多典型工程套用中的基礎模型及其套用實例。這些基礎模型和套用實例將有助於研究生撰寫論文和進行課題研究，也可供他們在未來工程、科研工作中借鑑。
為保持教材內容的先進性和新穎性，緊跟國際同類教材新水平和時代步伐，反映近年在非線性控制科學研究領域的一些有實用價值的新內容，本教材以國際現流行的教材包括參考文獻[1]’[4]，[6]，[9]，[10][11]等作為參照，並力求綜合近年有經典意義教材中的基礎內容。本教材是以參考文獻[1]，即Hassan K.K.撰寫的Nonlinenr Systems一書的第3版為主要參照框架編寫的。該教材曾獲控制工程教材獎，在國際上有很高評價，其材料很適合用於基本教學。同時，特別是本教材的後半部分，更側重採用了參考文獻[4]，[9]，[10]和[11]的基礎性內容，使材料更加全面、豐富和接近工程實際。可以說，本教材已綜合、涵蓋和反映了當前國際流行非線性系統最有經典意義教材中的幾乎所有基礎性內容。
精彩書摘
5.混沌（chaos）
混沌是一種非線性系統特有的複雜穩態行為，其特點是無平衡點，無周期性，既不是周期振盪，也不是準周期振盪，而是一個貌似隨機的、實際為確定的無休無止的演化過程。混沌是有界的，運動軌跡始終局限於一確定區域，稱為混沌吸引域。因為無論混沌在局部上是多么不穩定，其軌跡都不會走出混沌吸引域，所以，從總體上說混沌是穩定的。混沌在其吸引域內是各態歷經的，有遍歷性，即混沌軌道可在有限的時間內多次經過混沌區內每一個狀態點。混沌對初值有敏感性，不論距離多么近的相鄰軌道都會逐漸分離，漸行漸遠。混沌對初值有敏感性造成了其內隨機性。一個可以用微分方程表示的混沌系統，在無外擾的情況下本來是可以預測的運動狀態卻表現為隨機性，即有長期的不可預測性。混沌在大尺度上表現為無序狀態，但在小尺度上卻表現為無序中的有序，可在小尺度的混沌區內看到其有序的運動花樣。混沌的性質是源於混沌吸引子的特殊結構。因為混沌吸引子的有界性決定軌道不能運動到無窮遠處，軌道又不能相交，所以顯然只能靠在一有限區域內由反覆摺疊結構來達到。
6.特性的多模式（multiple modes of behavior）
同一非線性系統可表現出兩種甚至多種模式是很平常的。比如一個非強迫系統有不止一個極限環；一個有周期性輸入的非線性系統，隨輸入的大小和頻率改變，可能表現出時而倍頻、時而分頻或更複雜的穩態行為，甚至行為模式發生不連續的跳變。
