分數階系統分析與控制研究（簡體書）

本書是作者在多年進行分數階系統穩定、鎮定、同步等控制研究的基礎上總結而成的，系統論述了分數階系統自適應控制、有限時間控制等方面的基礎理論和相關技術。全書共12章，主要闡述分數階系統穩定性分析和控制器設計的基礎理論和相關技術，詳細介紹分數階系統鎮定、同步、有限時間控制、自適應鎮定控制等控制策略，即分數階實混沌系統和復混沌系統的自適應同步控制研究、基於滑模控制技術的分數階非線性系統的自適應鎮定控制研究、基於反步控制技術的分數階系統的自適應鎮定控制研究、具有死區非線性輸入的分數階混沌系統的有限時間同步控制研究、含有未知參數和非線性輸入的分數階陀螺儀系統的有限時間滑模控制研究、受非線性輸入影響的分數階能源供需系統的自適應鎮定控制研究、受飽和非線性輸入影響的分數階非線性系統的自適應鎮定控制研究、基於新型滑模控制技術的不確定分數階非線性系統的魯棒自適應鎮定控制研究、分數階復混沌系統的自適應複雜投影同步控制研究、基於改進反饋方法的分數階混沌系統的自適應同步控制研究等。 本書主要供控制科學與工程、計算機科學與技術、信息與通信工程、電子科學與技術、生物醫學工程等學科領域的本科生、研究生、研究人員及工程技術人員參考使用。

田小敏，金陵科技學院智能科學與控制工程學院青年骨幹教師，江蘇省重點建設學科“控制科學與工程”學科核心成員，中國自動化學會會員。從事智能控制理論與應用、分數階系統分析與控制、非線性系統分析與控制等領域的科學研究和教育教學。目前是IET Control Theory and Applications、ISA Transactions、控制理論與應用、IFAC、CCC、CCDC等國際國內知名期刊和會議的審稿人。主持江蘇省高校自然科學研究面上項目1項、江蘇省現代教育技術研究課題1項、*產學合作協同育人項目1項、金陵科技學院國家自然科學基金孵化項目2項、金陵科技學院高層次人才科研啟動項目1項，參與研究國家自然科學基金面上項目1項、江蘇省自然科學基金面上項目1項。發表學術論文20余篇，其中SCI收錄4篇、EI收錄19篇。獲授權發明專利6項、授權實用新型專利1項、授權計算機軟件著作權1項。獲江蘇省科學技術三等獎1項，獲金陵科技學院優秀教學成果獎一等獎、二等獎各1項。楊忠，金陵科技學院智能科學與控制工程學院院長、二級教授、研究生導師，江蘇省有突出貢獻中青年專家，江蘇省“333工程”第二層次中青年領軍人才，江蘇省重點建設學科“控制科學與工程”學科帶頭人，江蘇省自主移動機器人智能控制技術與應用工程研究中心主任，*學位中心評審專家，中國自動化學會智能自動化專委會委員，全國機械安全標準化技術委員會委員，江蘇省自動化學會常務理事。獲南京航空航天大學工學博士學位，東南大學自動控制學科博士後出站。2016年被授予江蘇省教育工作先進個人和優秀共產黨員榮譽稱號，從事智能控制理論與應用、人工智能等領域科學研究和教育教學。發表學術論文107篇，其中SCI收錄17篇、EI收錄29篇、ISTP收錄5篇，出版專著6部，參編國家標準1部。獲授權專利111項，包括國際PCT專利6項、發明專利39項、實用新型專利63項、外觀設計專利3項，獲軟件著作權3項。獲軍隊科技進步二等獎1項、中國機械工業科學技術二等獎1項，獲省部級科技進步三等獎5項，以及江蘇省高等教育教學成果二等獎1項。

第1章 緒論 001
1.1 研究背景及意義 001
1.2 分數階系統性能分析及控制器設計概述 003
1.2.1 分數階數學模型的概念 003
1.2.2 分數階系統穩定的概念及範疇 004
1.2.3 分數階控制器的概念和特點 005
1.3 國內外研究現狀 006
1.4 分數階系統的應用領域 007
1.5 本書的主要內容 010
1.5.1 研究內容來源 010
1.5.2 組織結構 010
1.5.3 主要結論 012
1.5.4 研究展望 014
1.6 本章小結 014
參考文獻 015
第2章 分數階微積分的基礎理論 019
2.1 分數階微積分的起源 019
2.2 分數階微積分的常用函數 021
2.3 分數階微積分的定義 022
2.4 分數階微積分的性質 024
2.5 分數階系統穩定理論 025
2.6 本章小結 028
參考文獻 028
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第3章 分數階實混沌系統和復混沌系統的自適應同步控制研究 030
3.1 概述 030
3.2 分數階實混沌系統和復混沌系統的自適應同步控制 031
3.2.1 分數階實混沌系統和復混沌系統的數學模型 031
3.2.2 自適應鎮定控制器設計 032
3.2.3 仿真 038
3.3 本章小結 044
參考文獻 044
第4章 基於滑模控制技術的分數階非線性系統的自適應鎮定控制研究 045
4.1 概述 045
4.2 分數階非線性系統的自適應鎮定控制 046
4.2.1 系統描述 046
4.2.2 滑模面設計 047
4.2.3 魯棒自適應控制器設計 049
4.2.4 仿真 052
4.3 本章小結 056
參考文獻 057
第5章 基於反步控制技術的分數階系統的自適應鎮定控制研究 059
5.1 概述 059
5.2 嚴格反饋系統 060
5.3 分數階系統的自適應鎮定控制 062
5.3.1 自適應鎮定控制器設計 062
5.3.2 仿真 070
5.4 本章小結 073
參考文獻 074
第6章 具有死區非線性輸入的分數階混沌系統的
有限時間同步控制研究 075
6.1 概述 075
6.2 有限時間穩定的概念及引理 077
6.3 分數階混沌系統的有限時間同步控制 078
6.3.1 分數階混沌系統 078
6.3.2 滑模面設計 079
6.3.3 有限時間控制器設計 081
6.3.4 仿真 084
6.4 本章小結 085
參考文獻 086
第7章 含有未知參數和非線性輸入的分數階陀螺儀系統的
有限時間滑模控制研究 087
7.1 概述 087
7.2 分數階陀螺儀系統的有限時間滑模控制 088
7.2.1 系統描述 088
7.2.2 滑模面設計 091
7.2.3 有限時間自適應控制器設計 093
7.2.4 仿真 096
7.3 本章小結 098
參考文獻 098
第8章 受非線性輸入影響的分數階能源供需系統的
自適應鎮定控制研究 099
8.1 概述 099
8.2 分數階能源供需系統的自適應鎮定控制 102
8.2.1 分數階能源供需系統的數學模型 102
8.2.2 自適應鎮定控制器設計 103
8.2.3 仿真 106
8.3 本章小結 109
參考文獻 109
第9章 受飽和非線性輸入影響的分數階非線性系統的自適應鎮定
控制研究 111
9.1 概述 111
9.2 分數階非線性系統的自適應鎮定控制 112
9.2.1 分數階非線性系統的數學模型 112
9.2.2 自適應鎮定控制器設計 114
9.2.3 仿真 116
9.3 本章小結 120
參考文獻 121
第10章 基於新型滑模控制技術的不確定分數階非線性系統的魯棒
自適應鎮定控制研究 122
10.1 概述 122
10.2 分數階方程求解方法 124
10.3 不確定分數階非線性系統的魯棒自適應鎮定控制 125
10.3.1 數學描述 125
10.3.2 滑模控制器設計 126
10.3.3 仿真 133
10.4 本章小結 136
參考文獻 137
第11章 分數階復混沌系統的自適應複雜投影同步控制研究 139
11.1 概述 139
11.2 分數階復混沌系統的自適應複雜投影同步控制 141
11.2.1 分數階復混沌系統 141
11.2.2 魯棒自適應控制器設計 143
11.2.3 仿真 149
11.3 本章小結 155
參考文獻 155
第12章 基於改進反饋方法的分數階混沌系統的自適應同步控制研究 157
12.1 概述 157
12.2 分數階混沌系統的自適應同步控制 159
12.2.1 分數階混沌系統 159
12.2.2 改進反饋控制器設計 160
12.2.3 仿真 163
12.3 本章小結 175
參考文獻 175