目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 不確定(時滯)系統(tǒng)概述 2
1.3 不確定(時滯)系統(tǒng)魯棒性分析 4
1.4 不確定(時滯)系統(tǒng)魯棒控制器設(shè)計 6
1.5 不確定(時滯)系統(tǒng)模型及不確定性描述 7
1.5.1 不確定(時滯)系統(tǒng)模型 7
1.5.2 不確定性描述 9
1.6 本章小結(jié) 12
第2章 不確定系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性分析 13
2.1 基于 Lyapunov方法的魯棒穩(wěn)定性判據(jù) 13
2.1.1 非結(jié)構(gòu)不確定性 13
2.1.2 強結(jié)構(gòu)不確定性 15
2.1.3 矩陣多胞型結(jié)構(gòu)不確定性 17
2.1.4 范數(shù)有界不確定性 21
2.1.5 非線性不確定性 22
2.2 對Lyapunov方法的進一步討論 24
2.2.1 矩陣 Lyapunov方程中Q的選取 24
2.2.2 減少判別條件保守性的方法 25
2.3 基于LMI方法的魯棒穩(wěn)定性判據(jù) 27
2.4 本章小結(jié) 33
第3章 不確定系統(tǒng)魯棒控制器設(shè)計 34
3.1 魯棒鎮(zhèn)定控制器 34
3.1.1 狀態(tài)反饋魯棒鎮(zhèn)定控制器設(shè)計 34
3.1.2 觀測器狀態(tài)反饋魯棒鎮(zhèn)定控制器設(shè)計 44
3.1.3 動態(tài)輸出反饋魯棒鎮(zhèn)定控制器設(shè)計 47
3.2 魯棒二次鎮(zhèn)定控制器 51
3.2.1 魯棒二次鎮(zhèn)定控制 51
3.2.2 狀態(tài)反饋魯棒二次鎮(zhèn)定控制器設(shè)計 52
3.3 保成本控制器 58
3.3.1 保成本和保成本控制 58
3.3.2 狀態(tài)反饋保成本控制器設(shè)計 59
3.3.3 相關(guān)問題討論 68
3.4 本章小結(jié) 69
第4章 不確定系統(tǒng)魯棒H∞控制器設(shè)計 70
4.1 擾動輸入系統(tǒng)的H∞性能與H∞控制 70
4.1.1 H∞性能 70
4.1.2 H∞性能分析 71
4.1.3 線性系統(tǒng)H∞控制 74
4.2 基于代數(shù)Riccati方程的線性系統(tǒng)H∞控制器 75
4.2.1 狀態(tài)反饋H∞控制器設(shè)計 75
4.2.2 動態(tài)輸出反饋H∞控制器設(shè)計 80
4.2.3觀測器狀態(tài)反饋H∞控制器設(shè)計 82
4.3 基于LMI的線性系統(tǒng)H∞控制器 83
4.3.1 狀態(tài)反饋H∞控制器設(shè)計 83
4.3.2 動態(tài)輸出反饋H∞控制器設(shè)計 84
4.3.3 觀測器狀態(tài)反饋H∞控制器設(shè)計 88
4.4 基于LMI的不確定系統(tǒng)魯棒H∞控制器 90
4.4.1 魯棒H∞性能分析 90
4.4.2 狀態(tài)反饋魯棒H∞控制器設(shè)計 93
4.4.3 動態(tài)輸出反饋魯棒H∞控制器設(shè)計 96
4.4.4 觀測器狀態(tài)反饋魯棒H∞控制器設(shè)計 97
4.5 本章小結(jié) 100
第5章 不確定系統(tǒng)滑模控制器設(shè)計 101
5.1 滑�？刂频幕�本概念 101
5.1.1 滑模面、滑動模態(tài)和到達運動 101
5.1.2 滑模面到達條件 102
5.2 線性系統(tǒng)滑�？刂破� 105
5.2.1 線性簡約型系統(tǒng) 105
5.2.2 滑模面設(shè)計 106
5.2.3 到達運動控制律設(shè)計 108
5.3 非線性系統(tǒng)滑模控制器 111
5.3.1 線性簡約型系統(tǒng) 111
5.3.2 非線性簡約型系統(tǒng) 112
5.4 不確定線性系統(tǒng)滑�？刂破� 115
5.4.1 外部擾動不確定系統(tǒng) 115
5.4.2 參數(shù)不確定系統(tǒng) 118
5.4.3 一般不確定系統(tǒng) 128
5.5 本章小結(jié) 129
第6章 不確定時滯系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性分析 130
6.1 時滯無關(guān)魯棒穩(wěn)定性判據(jù) 130
6.2 時滯相關(guān)魯棒穩(wěn)定性判據(jù) 135
6.2.1 Lyapunov-Krasovskii泛函的選取 135
6.2.2 模型變換方法——確定性時滯系統(tǒng) 136
6.2.3 模型變換方法——不確定時滯系統(tǒng) 146
6.3 本章小結(jié) 152
第7章 不確定時滯系統(tǒng)魯棒控制器設(shè)計 153
7.1 指定衰減度魯棒鎮(zhèn)定控制器 153
7.1.1 執(zhí)行器不受限制的情形 153
7.1.2 執(zhí)行器受幅值飽和限制的情形 159
7.2 魯棒二次鎮(zhèn)定控制器 162
7.2.1 時滯無關(guān)魯棒二次鎮(zhèn)定控制器設(shè)計 163
7.2.2 時滯相關(guān)魯棒二次鎮(zhèn)定控制器設(shè)計 165
7.3 保成本控制器 169
7.4 本章小結(jié) 175
第8章 不確定時滯系統(tǒng)魯棒H∞控制器設(shè)計 176
8.1 魯棒H∞性能分析 176
8.1.1 時滯無關(guān)魯棒H∞性能分析 177
8.1.2時滯相關(guān)魯棒H∞性能分析 179
8.2 魯棒H∞狀態(tài)反饋控制器 182
8.2.1 時滯無關(guān)魯棒H∞控制器設(shè)計 184
8.2.2 時滯相關(guān)魯棒H∞控制器設(shè)計 185
8.3 執(zhí)行器受扇形飽和限制的魯棒H∞狀態(tài)反饋控制器 188
8.4 本章小結(jié) 192
第9章 不確定時滯系統(tǒng)魯棒滑模控制器設(shè)計 194
9.1 匹配不確定時滯系統(tǒng)的滑�？刂破� 194
9.2 非匹配不確定時滯系統(tǒng)的滑�？刂破� 202
9.3 本章小結(jié) 209
參考文獻 210
附錄A 穩(wěn)定性相關(guān)理論 216
A.1 Lyapunov穩(wěn)定性理論 216
A.1.1 穩(wěn)定性概念 216
A.1.2 正定函數(shù)與K類函數(shù) 218
A.1.3 Lyapunov穩(wěn)定性定理 219
A.2 時滯系統(tǒng) Lyapunov穩(wěn)定性理論 222
A.2.1 穩(wěn)定性基本概念 222
A.2.2 Lyapunov穩(wěn)定性定理 223
A.2.3 Razumikhin穩(wěn)定性定理 223
A.2.4 Lyapunov-Krasovskii穩(wěn)定性定理 224
附錄B 矩陣相關(guān)理論 226
B.1 矩陣的性質(zhì) 226
B.1.1 對稱矩陣特征值的不等式 226
B.1.2 矩陣跡的不等式 226
B.1.3 矩陣奇異值的不等式 227
B.1.4 矩陣譜半徑與范數(shù)的不等式 227
B.1.5 非負矩陣、模矩陣與譜半徑的不等式 228
B.2 矩陣方程 228
B.2.1 線性矩陣方程 228
B.2.2 非線性矩陣方程 230
B.3 矩陣不等式 231
B.3.1 線性矩陣不等式 231
B.3.2 矩陣相關(guān)的其他不等式 234
附錄C 幾類常用的非線性函數(shù) 236
C.1 Lipschitz非線性函數(shù) 236
C.2 飽和非線性函數(shù) 236
C.2.1 幅值飽和非線性函數(shù) 236
C.2.2 扇形飽和非線性函數(shù) 237