非線性系統理論（簡體書）

非線性控制是近年來控制理論界非常活躍的一個研究領域。本教材重點討論基于李雅普諾夫方法的非線性控制及其在實際系統中的具體應用，首先介紹李雅普諾夫穩定性理論，然后依次對非線性系統精確線性化、自適應控制、魯棒控制、學習控制等方法進行討論，同時應用李雅普諾夫理論對于這些控制方法進行穩定性分析。
　在內容安排上，第2、3章是理論基礎。其中，第2章重點介紹書中所涉及的數學背景，主要包括用于信號分析的幾個重要定理以及少量的微分幾何基礎知識。第3章討論李雅普諾夫基本理論，給出各種穩定性的數學定義，并重點介紹李雅普諾夫穩定性理論和拉賽爾不變性原理。第4～8章是對于自適應控制等多種方法的具體介紹和理論分析，各章相互獨立，讀者可以選擇感興趣的方法進行學習。第8～10章主要介紹非線性控制方法在典型對象，如機器人系統、欠驅動吊車系統和磁懸浮系統中的具體應用。
本書適用對象為高等院校自動化專業研究生，以及從事非線性控制系統分析與設計的工程技術人員。

方勇純，男，南開大學教授，博士生導師，IEEE高級會員，中國自動化學會控制理論專業委員會、智能自動化專業委員會委員。1996年和1999年分別獲得浙江大學工學學士和碩士學位。2002年12月畢業于美國克萊姆森大學（Clemson University）電機系，獲工學博士學位。2002年12月至2003年11月在美國康奈爾大學（Cornell University）機械與航天工程系進行博士后研究。主要研究方向為機器人視覺伺服，非線性控制及應用，基于原子力顯微鏡的微納米系統。2006年入選教育部“新世紀優秀人才支持計劃”，2008年獲天津青年科技獎提名獎，2009年獲“天津市優秀留學人員”榮譽稱號。

第1章　非線性系統簡介
　1.1　引言
　1.2　非線性系統的復雜性能
1.2.1　非線性系統的多平衡點特性
1.2.2　極限環
1.2.3　混沌
1.2.4　其他非線性現象
　1.3　非線性控制的重要意義
　1.4　常見的非線性系統設計與分析方法
1.4.1　相平面分析法
1.4.2　描述函數法
1.4.3　李雅普諾夫法
　1.5　本書的主要內容安排
　習題
　參考文獻
第2章　數學預備知識
　2.1　范數及其性質
　2.2　函數的連續性
　2.3　函數的正定性分析
　2.4　信號分析基本定理
　2.5　微分幾何基本知識
2.5.1　微分流形及切空間
2.5.2　李導數與李括號運算
2.5.3　伏柔貝尼斯定理
　習題
　參考文獻
第3章　李雅普諾夫穩定性理論
　3.1　引言
　3.2　穩定性定義
　3.3　李雅普諾夫間接法
　3.4　李雅普諾夫直接法
　3.5　李雅普諾夫候選函數的選擇方法
3.5.1　基於能量分析的構造方法
3.5.2　基於控制目標的構造方法
3.5.3　經驗與試探相結合的構造方法
　3.6　拉塞爾不變性原理
　習題
　參考文獻
第4章　基於精確模型的控制系統設計
　4.1　引言
　4.2　反饋線性化的設計思路
　4.3　單輸入單輸出系統的精確線性化
4.3.1　SISO系統的輸入輸出線性化
4.3.2　SISO非線性系統的標準型變換
4.3.3　SISO非線性系統的狀態反饋線性化
4.3.4　系統的零動態和最小相位系統
　4.4　反向遞推設計方法
　4.5　線性濾波降階設計方法
　習題
　參考文獻
第5章　自適應控制
　5.1　引言
　5.2　線性參數化條件
　5.3　基本自適應控制算法
5.3.1　自適應控制算法介紹
5.3.2　性能分析
5.3.3　自適應控制中的參數辨識問題
　5.4　直流無刷電機的自適應控制
　5.5　非線性參數化系統的自適應控制
5.5.1　滑模自適應控制器設計
5.5.2　控制器穩定性分析
　習題
　參考文獻
第6章　滑模與魯棒控制
　6.1　引言
　6.2　滑動平面及其性質
　6.3　滑模控制算法與分析
6.3.1　滑模控制算法
6.3.2　滑模控制器性能分析
6.3.3　滑模控制中的抖振問題
　6.4　基於滑模結構的魯棒控制
6.4.1　高頻率反饋魯棒控制
6.4.2　高增益反饋魯棒控制
6.4.3　魯棒控制系統的飽和問題
　6.5　魯棒自適應控制與自適應魯棒控制
　習題
　參考文獻
第7章　自學習控制
第8章　機器人動態控制
第9章　欠驅動橋式吊車系統的非線性控制
第10章　磁懸浮系統的非線性控制
參考文獻