本书结合编者的研究工作，详细介绍了非线性饱和受限控制系统的概念、理论及设计方法。全书共分10章。第1章介绍饱和受限非线性系统的发展及研究状况。第2章介绍本书所需要的基本知识，包括系统稳定性理论、饱和函数、非线性系统L2增益等知识。第3，4章主要研究饱和受限非线性系统的控制理论，内容包括饱和受限非线性系统的鲁棒和自适应控制。第5，6章介绍有限多个饱和受限非线性系统并行同时镇定、自适应并行同时控制及鲁棒同时镇定等。第3~6章介绍的都是开环稳定的饱和非线性系统，第7章则研究了开环可能不稳定的饱和非线性系统吸引域的估计及干扰容许控制等。第8~10章为饱和受限非线性时滞、切换系统的镇定和鲁棒控制及饱和受限多自主体系统的协调控制。
本书可供从事控制理论和应用的科研工作者、工程技术人员、高校教师和研究生阅读。
第 1章绪论 .......................................................................................................... 1
1.1饱和受限非线性系统 .................................................................................. 1
1.2 Hamilton系统 ........................................................................................... 2
1.3本书的研究思路和主要结果 ........................................................................ 3
第 2章预备知识.................................................................................................... 6
2.1几个基本概念 ............................................................................................ 6
2.2系统稳定性理论 ......................................................................................... 7
2.3饱和函数 ................................................................................................... 8
2.4非线性系统 L2增益 ..................................................................................10
第 3章饱和受限非线性系统镇定和鲁棒控制...........................................................11
3.1执行器饱和 PCH系统的镇定和 H∞控制 ....................................................11
3.1.1执行器饱和 PCH系统的镇定 ..........................................................11
3.1.2执行器饱和 PCH系统 H∞控制 ......................................................14
3.2执行器饱和非线性系统的镇定和 H∞控制 ...................................................19
3.3执行器饱和非线性 PCH系统有限增益输出输入镇定 ....................................20
3.3.1有限增益输出镇定 ..........................................................................21
3.3.2有限增益输入镇定 ..........................................................................23
3.4饱和受限非线性 PCH系统 H∞滤波器设计 ................................................26
3.4.1问题描述 .......................................................................................26
3.4.2饱和 Hamilton系统 H∞滤波器设计 ................................................27
3.5饱和受限单机无穷大电力系统基于能量控制 ................................................31
3.5.1励磁控制饱和的单机无穷大电力系统镇定及鲁棒控制 ........................31
3.5.2励磁-气门开度饱和的单机无穷大电力系统镇定 .................................34
第 4章饱和受限不确定非线性系统自适应镇定和鲁棒控制.......................................39
4.1系统模型和其等价形式 ..............................................................................39
4.2执行器饱和不确定 PCH系统的自适应镇定 .................................................40
4.3执行器饱和不确定非线性 PCH系统自适应 H∞控制 ...................................42
4.4执行器饱和不确定非线性系统自适应镇定和 H∞控制 ..................................45
饱和受限非线性系统控制策略及应用
4.4.1执行器饱和不确定非线性系统自适应镇定 .........................................45
4.4.2执行器饱和不确定非线性系统自适应 H∞控制 .................................47
4.5励磁控制饱和含有不确定参数单机无穷大电力系统基于能量控制 ..................48
第 5章饱和受限非线性系统的并行同时镇定...........................................................52
5.1问题的提出 ...............................................................................................52
5.2两个执行器饱和非线性 PCH系统并行同时镇定 ..........................................52
5.3两个执行器饱和非线性 PCH系统鲁棒并行同时镇定 ....................................56
5.4有限多个饱和非线性 PCH系统并行同时镇定和鲁棒同时镇定 ......................62
5.4.1有限多个执行器饱和非线性 PCH系统并行同时镇定 .........................62
5.4.2有限多个执行器饱和非线性 PCH系统鲁棒并行同时镇定 ..................64
5.5例子 .........................................................................................................66
第 6章饱和受限不确定非线性系统自适应并行同时镇定 ..........................................72
6.1系统模型和其等价形式 ..............................................................................72
6.2两个执行器饱和非线性 PCH系统自适应并行同时镇定 ................................73
6.3两个执行器饱和非线性 PCH系统自适应鲁棒并行同时镇定 ..........................77
6.4有限多个饱和 PCH系统自适应并行同时镇定和鲁棒同时镇定 ......................83
6.4.1有限多个饱和非线性 PCH系统自适应并行同时镇定 .........................84
6.4.2有限多个饱和非线性 PCH系统自适应鲁棒并行同时镇定 ..................86
6.5例子 .........................................................................................................88
第 7章饱和受限非线性系统吸引域估计和干扰容许控制 ..........................................91
7.1引言 .........................................................................................................91
7.2饱和受限非线性系统吸引域估计 .................................................................92
7.2.1不变集条件 ——多输入情形 ...........................................................93
7.2.2不变集条件 ——单输入情形 ...........................................................94
7.2.3吸引域估计 ....................................................................................95
7.2.4饱和受限非线性系统不变集条件 ......................................................97
7.3受外部干扰的饱和受限非线性系统吸引域估计 ........................................... 101
7.4一类饱和 Hamilton系统的干扰容许和 H∞控制 ........................................ 105
7.4.1饱和 Hamilton系统的有界椭球估计和干扰容许能力 ....................... 106
7.4.2一类饱和 Hamilton系统的 H∞控制 .............................................. 108
第 8章时滞饱和非线性系统的 H∞分析 ............................................................. 112
8.1引言 ....................................................................................................... 112
8.2时滞饱和 Hamilton系统的鲁棒控制 ......................................................... 114
8.2.1时滞无关有限 L2增益输出镇定 ..................................................... 114
8.2.2时滞相关有限 L2增益输出镇定 ..................................................... 117
8.2.3例子 ............................................................................................ 122
目录 VII
8.3饱和 Hamilton网络控制系统 H∞控制器设计 ........................................... 124
8.3.1问题的提出 .................................................................................. 124
8.3.2问题描述与网络系统建模 .............................................................. 124
8.3.3输入饱和 Hamilton网络控制系统鲁棒控制器设计 .......................... 127
8.3.4非线性 Hamilton网络滤波系统鲁棒滤波器设计 .............................. 130
8.3.5例子 ............................................................................................ 133
第 9章输入饱和非线性切换系统镇定与 H∞控制 ................................................ 138
9.1引言 ....................................................................................................... 138
9.2输入饱和非线性切换 Hamilton系统镇定 ................................................... 139
9.3输入饱和非线性切换 Hamilton系统 H∞控制 ........................................... 142
9.4输入饱和非线性切换系统的镇定和 H∞控制 ............................................. 147
第 10章饱和受限多自主体系统协调控制 ............................................................. 152
10.1引言 ..................................................................................................... 152
10.2输入饱和多智能体系统的一致性 ............................................................. 154
10.2.1代数图论基本知识 ..................................................................... 154
10.2.2问题的描述 ............................................................................... 155
10.2.3高低增益控制协议的一致性 ........................................................ 156
10.2.4例子 ......................................................................................... 160
10.3输入饱和多智能体系统 leader-follower跟踪控制 ...................................... 162
10.3.1问题的提出 ............................................................................... 162
10.3.2高低增益控制协议的跟踪控制 .................................................... 163
10.3.3例子 ......................................................................................... 168
参考文献 ............................................................................................................... 171
