简介
《鲁棒控制理论》综合鲁棒控制领域的大量国内外文献资料，并结合作者多年来的研究成果和体会，系统地阐述了近二十年来鲁棒控制研究的最新成果，主要体现在鲁棒稳定性理论，线性系统日H控制、μ分析和μ综合，时滞系统鲁棒控制，非线性系统鲁棒控制，重复控制等方面。
全书共10章。第一章是全书的绪论，主要考察控制系统设计的基本要求，回顾反馈控制理论的发展历史，阐述鲁棒控制理论研究的基本问题。第二章介绍鲁棒控制研究所需要的基础知识和基本概念。第三章针对非结构的和结构的不确定性系统，给出H∞控制问题的基本框架和一般鲁棒控制问题的结构，引出结构奇异值μ方法。第四章论述鲁棒稳定性理论，包括稳定性与镇定控制、二次镇定控制和参数空间稳定性分析的理论与方法。第五章研究状态空间H∞控制理论，包括基于状态反馈、输出反馈和状态观测器的控制方法，H∞鲁棒伺服系统控制，H2和H∞混合控制。第六章介绍鲁棒控制系统的μ分析和μ综合方法。第七章叙述非线性系统的鲁棒控制。第八章和第九章介绍时滞系统控制的鲁棒性分析与设计，包括时滞系统的稳定性分析、时滞系统镇定与H∞控制以及时滞相关鲁棒控制器设计。第十章探讨鲁棒重复控制的相关问题。
《鲁棒控制理论》可作为控制科学与工程及其他相关专业和研究方向的研究生、高年级本科生的教材或参考书使用，也可供自动控制以及相关领域的广大工程技术人员和科技工作者自学和参考。
目录
第一章 绪论
1.1 控制系统设计与鲁棒性
1.1.1 控制系统设计与不确定性
1.1.2 控制系统设计的基本要求
1.1.3 控制系统的鲁棒性
1.2 反馈控制理论的发展阶段
1.2.1 经典控制理论
1.2.2 现代控制理论
1.2.3 鲁棒控制理论
1.3 鲁棒控制理论研究的基本问题
1.3.1 不确定性系统的描述方法
1.3.2 鲁棒性分析和设计方法
1.3.3 鲁棒控制理论的应用领域
习题
第二章 基础知识和基本概念
2.1 状态空间模型和传递函数矩阵
2.1.1 线性时不变系统描述
2.1.2 传递函数矩阵的性质和运算公式
2.2 线性分式变换与HM变换
2.2.1 下线性分式变换
2.2.2 上线性分式变换
2.2.3 HM变换
2.3 灵敏度函数和补灵敏度函数
2.3.1 灵敏度函数的定义
2.3.2 控制系统的灵敏度函数和补灵敏度函数
2.4.控制系统的稳定性
2.4.1 外部稳定性
2.4.2 内部稳定性
2.4.3 闭环控制系统的稳定性
2.4.4 可镇定性和可检测性
2.5 李雅普诺夫方程与稳定性
2.5.1 李雅普诺夫方程
2.5.2 李雅普诺夫方程与稳定性
2.6 哈密顿矩阵与黎卡提方程
2.6.1 哈密顿矩阵和黎卡提方程的形式
2.6.2 哈密顿矩阵与黎卡提方程之间的联系
2.7 函数空间与H2和H∞范数
2.7.1 函数空间
2.7.2 系统的H2范数和H∞范数
2.7.3 H2范数和H∞范数的计算
2.7.4 关于H∞范数的两个基本定理
2.7.5 小增益定理
2.8 镇定控制器
2.8.1 在RH∞上的互质分解
2.8.2 镇定条件
2.8.3 镇定控制器及其参数化形式
2.8.4 自由参数Q(S)的作用
2.9 LMI方法
2.9.1 LMI的一般表示
2.9.2 标准LMI问题
2.9.3 关于矩阵不等式的结论
习题
第三章 鲁棒控制问题
3.1 非结构不确定性
3.1.1 加性和乘性不确定性
3.1.2 基于规范化互质分解描述的不确定性
3.2 结构不确定性
3.2.1 结构不确定性描述
3.2.2 块对角结构不确定性
3.3 标准H∞控制问题
3.3.1 问题描述
3.3.2 鲁棒镇定问题
3.3.3 跟踪问题
3.3.4 模型匹配问题
3.3.5 最小灵敏度和混合灵敏度控制问题
3.4 标准控制问题的稳定性分析
3.4.1 内部稳定性
3.4.2 G(s)的可镇定性
3.4.3 镇定控制器的参数化形式
3.4.4 闭环传递函数矩阵
3.5 一般鲁棒控制问题
3.5.1 H∞控制的鲁棒化问题
3.5.2 鲁棒镇定与鲁棒性能
3.5.3 结构奇异值μ方法
习题
第四章 鲁棒稳定性理论
4.1 不确定性系统的鲁棒镇定
4.1.1 加性不确定性系统的鲁棒稳定性条件
4.1.2 乘性不确定性系统的鲁棒镇定
4.1.3 基于规范化互质分解描述的鲁棒稳定性
4.1.4 对其他一些典型不确定性的鲁棒镇定判别条件
4.2 插值问题与鲁棒镇定
4.2.1 插值问题
4.2.2 可鲁棒镇定的条件
4.2.3 最小灵敏度控制
4.2.4 最大增益裕量控制
4.3 二次镇定控制
4.3.1 稳定半径
4.3.2 二次稳定性
4.3.3 二次镇定控制
4.3.4 二次镇定控制与LQ最优控制的关系
4.3.5 二次镇定问题与H∞控制问题
4.4.参数空间稳定性分析
4.4.1 卡里托诺夫定理
4.4.2 区间矩阵和凸组合多项式的稳定性
4.4.3 棱边定理
4.4.4 系数空间中的稳定区域
4.4.5 鲁棒稳定性的度量
4.5 鲁棒稳定性分析的LMI方法
习题
第五章 状态空间H∞控制理论
5.1 状态空间H∞控制问题
5.1.1 H∞状态反馈控制问题
5.1.2 H∞输出反馈控制问题
5.1 -3基于状态观测器的H∞控制问题
5.2 关于广义控制对象的假定条件
5.2.1 假定条件及其意义
5.2.2 假定条件的等价变换
5.3 H∞状态反馈控制
5.3.1 H∞状态反馈控制器的一般形式
5.3.2 H∞状态反馈控制器的几种简单形式
5.4 H∞输出反馈控制
5.4.1 H∞输出反馈控制器及其参数化形式
5.4.2 全信息问题
5.4.3 全控制问题
5.4.4 扰动前馈问题
5.4.5 输出估计问题
5.4.6 H∞输出反馈控制器及其存在条件的证明思路
5.5 基于状态观测器的H∞控制
5.5.1 使用全维观测器的H∞控制器设计
5.5.2 使用降维观测器的H∞控制器设计
5.6 与H∞控制和LQG控制的联系
5.6.1 H2控制问题的解
5.6.2 LQG控制问题的解
5.6.3 把LQG控制问题转换成H2控制问题
5.7 H∞鲁棒镇定控制
……
第六章 鲁棒控制系统的μ分析和μ综合
第七章 非线性系统鲁棒控制
第八章 时滞系统稳定性分析
第九章 时滞系统稳定H∞控制
第十章 鲁棒重复控制
名词索引
参考文献
1.1 控制系统设计与鲁棒性
1.1.1 控制系统设计与不确定性
1.1.2 控制系统设计的基本要求
1.1.3 控制系统的鲁棒性
1.2 反馈控制理论的发展阶段
1.2.1 经典控制理论
1.2.2 现代控制理论
1.2.3 鲁棒控制理论
1.3 鲁棒控制理论研究的基本问题
1.3.1 不确定性系统的描述方法
1.3.2 鲁棒性分析和设计方法
1.3.3 鲁棒控制理论的应用领域
习题
第二章 基础知识和基本概念
2.1 状态空间模型和传递函数矩阵
2.1.1 线性时不变系统描述
2.1.2 传递函数矩阵的性质和运算公式
2.2 线性分式变换与HM变换
2.2.1 下线性分式变换
2.2.2 上线性分式变换
2.2.3 HM变换
2.3 灵敏度函数和补灵敏度函数
2.3.1 灵敏度函数的定义
2.3.2 控制系统的灵敏度函数和补灵敏度函数
2.4.控制系统的稳定性
2.4.1 外部稳定性
2.4.2 内部稳定性
2.4.3 闭环控制系统的稳定性
2.4.4 可镇定性和可检测性
2.5 李雅普诺夫方程与稳定性
2.5.1 李雅普诺夫方程
2.5.2 李雅普诺夫方程与稳定性
2.6 哈密顿矩阵与黎卡提方程
2.6.1 哈密顿矩阵和黎卡提方程的形式
2.6.2 哈密顿矩阵与黎卡提方程之间的联系
2.7 函数空间与H2和H∞范数
2.7.1 函数空间
2.7.2 系统的H2范数和H∞范数
2.7.3 H2范数和H∞范数的计算
2.7.4 关于H∞范数的两个基本定理
2.7.5 小增益定理
2.8 镇定控制器
2.8.1 在RH∞上的互质分解
2.8.2 镇定条件
2.8.3 镇定控制器及其参数化形式
2.8.4 自由参数Q(S)的作用
2.9 LMI方法
2.9.1 LMI的一般表示
2.9.2 标准LMI问题
2.9.3 关于矩阵不等式的结论
习题
第三章 鲁棒控制问题
3.1 非结构不确定性
3.1.1 加性和乘性不确定性
3.1.2 基于规范化互质分解描述的不确定性
3.2 结构不确定性
3.2.1 结构不确定性描述
3.2.2 块对角结构不确定性
3.3 标准H∞控制问题
3.3.1 问题描述
3.3.2 鲁棒镇定问题
3.3.3 跟踪问题
3.3.4 模型匹配问题
3.3.5 最小灵敏度和混合灵敏度控制问题
3.4 标准控制问题的稳定性分析
3.4.1 内部稳定性
3.4.2 G(s)的可镇定性
3.4.3 镇定控制器的参数化形式
3.4.4 闭环传递函数矩阵
3.5 一般鲁棒控制问题
3.5.1 H∞控制的鲁棒化问题
3.5.2 鲁棒镇定与鲁棒性能
3.5.3 结构奇异值μ方法
习题
第四章 鲁棒稳定性理论
4.1 不确定性系统的鲁棒镇定
4.1.1 加性不确定性系统的鲁棒稳定性条件
4.1.2 乘性不确定性系统的鲁棒镇定
4.1.3 基于规范化互质分解描述的鲁棒稳定性
4.1.4 对其他一些典型不确定性的鲁棒镇定判别条件
4.2 插值问题与鲁棒镇定
4.2.1 插值问题
4.2.2 可鲁棒镇定的条件
4.2.3 最小灵敏度控制
4.2.4 最大增益裕量控制
4.3 二次镇定控制
4.3.1 稳定半径
4.3.2 二次稳定性
4.3.3 二次镇定控制
4.3.4 二次镇定控制与LQ最优控制的关系
4.3.5 二次镇定问题与H∞控制问题
4.4.参数空间稳定性分析
4.4.1 卡里托诺夫定理
4.4.2 区间矩阵和凸组合多项式的稳定性
4.4.3 棱边定理
4.4.4 系数空间中的稳定区域
4.4.5 鲁棒稳定性的度量
4.5 鲁棒稳定性分析的LMI方法
习题
第五章 状态空间H∞控制理论
5.1 状态空间H∞控制问题
5.1.1 H∞状态反馈控制问题
5.1.2 H∞输出反馈控制问题
5.1 -3基于状态观测器的H∞控制问题
5.2 关于广义控制对象的假定条件
5.2.1 假定条件及其意义
5.2.2 假定条件的等价变换
5.3 H∞状态反馈控制
5.3.1 H∞状态反馈控制器的一般形式
5.3.2 H∞状态反馈控制器的几种简单形式
5.4 H∞输出反馈控制
5.4.1 H∞输出反馈控制器及其参数化形式
5.4.2 全信息问题
5.4.3 全控制问题
5.4.4 扰动前馈问题
5.4.5 输出估计问题
5.4.6 H∞输出反馈控制器及其存在条件的证明思路
5.5 基于状态观测器的H∞控制
5.5.1 使用全维观测器的H∞控制器设计
5.5.2 使用降维观测器的H∞控制器设计
5.6 与H∞控制和LQG控制的联系
5.6.1 H2控制问题的解
5.6.2 LQG控制问题的解
5.6.3 把LQG控制问题转换成H2控制问题
5.7 H∞鲁棒镇定控制
……
第六章 鲁棒控制系统的μ分析和μ综合
第七章 非线性系统鲁棒控制
第八章 时滞系统稳定性分析
第九章 时滞系统稳定H∞控制
第十章 鲁棒重复控制
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参考文献
Robust control theory
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