線性系統(tǒng)動態(tài)補償理論

目錄　
前言　
符號說明　
第1章　有限維系統(tǒng)預(yù)備知識　1　
1.1　有限維系統(tǒng)基本概念　1　
1.1.1　可觀性　2　
1.1.2　可控性　5　
1.1.3　對偶原理　8　
1.1.4　穩(wěn)定性和耗散性　11　
1.1.5　傳遞函數(shù)和系統(tǒng)相似　14　
1.2　動態(tài)反饋與靜態(tài)反饋　17　
1.2.1　動態(tài)反饋的優(yōu)越性　17　
1.2.2　基于觀測器的輸出反饋　20　
1.2.3　靜態(tài)反饋與動態(tài)反饋的等價性　21　
1.3　干擾的補償與抑制25　
1.3.1　內(nèi)模原理與干擾補償　26　
1.3.2　高增益與干擾抑制　30　
1.3.3　滑模控制及其抗擾原理　32　
1.4　線性自抗擾控制　34　
1.4.1　PID控制　34　
1.4.2　線性擴張狀態(tài)觀測器　37　
1.4.3　改進的擴張狀態(tài)觀測器　40　
1.4.4　線性微分器　44　
練習(xí)題　51　
第2章　有限維線性系統(tǒng)動態(tài)補償　55　
2.1　執(zhí)行動態(tài)和觀測動態(tài)補償　55　
2.1.1　執(zhí)行動態(tài)補償　55　
2.1.2　觀測動態(tài)補償　58　
2.1.3　耦合系統(tǒng)鎮(zhèn)定　61　
2.1.4　耦合系統(tǒng)觀測　64
2.2　干擾動態(tài)的補償　66　
2.2.1　信號的動態(tài)　66　
2.2.2　控制器中的干擾動態(tài)補償　70　
2.2.3　觀測器中的干擾動態(tài)補償　76　
2.2.4　輸出調(diào)節(jié)與觀測動態(tài)補償　79　
2.3　擴張動態(tài)觀測器　82　
2.3.1　可估計信號和動態(tài)信息的度量　82　
2.3.2　干擾系統(tǒng)可觀性　84　
2.3.3　擴張動態(tài)觀測器及其適定性　88　
2.3.4　動態(tài)選擇　98　
2.3.5　動態(tài)信息利用和反饋線性化　100　
2.3.6　擴張動態(tài)微分器　104　
2.4　策略選擇與數(shù)值仿真　107　
2.4.1　擴張動態(tài)微分器的性能分析　108　
2.4.2　擴張動態(tài)控制策略優(yōu)劣分析　110　
2.4.3　控制科學(xué)與控制應(yīng)用　114　
本章小結(jié)　117　
練習(xí)題　118　
第3章　無窮維線性系統(tǒng)預(yù)備知識　120　
3.1　抽象無窮維控制系統(tǒng)　120　
3.1.1　閉算子　120　
3.1.2　Gelfand三嵌入及算子延拓　123　
3.1.3　偏微分方程的抽象表示　125　
3.2　允許觀測與允許控制　129　
3.2.1　允許觀測　129　
3.2.2　允許控制　131　
3.3　可觀性與可控性　134　
3.3.1　可觀性　134　
3.3.2　可控性　138　
3.3.3　對偶原理和Hilbert唯一性方法　140　
3.4　穩(wěn)定性和耗散性　145　
3.4.1　穩(wěn)定性　145　
3.4.2　耗散性　148　
3.5　能穩(wěn)性和可檢性　152　
3.5.1　適定系統(tǒng)與傳遞函數(shù)　152
3.5.2　正則系統(tǒng)和允許反饋　154　
3.5.3　能穩(wěn)性和可檢性　155　
3.6　系統(tǒng)的相似性與動態(tài)反饋舉例　156　
3.6.1　線性系統(tǒng)的相似性　157　
3.6.2　系統(tǒng)相似與backstepping方　160　
3.6.3　動態(tài)反饋的優(yōu)越性　165　
3.6.4　基于觀測器的動態(tài)反饋舉例　166　
3.6.5　靜態(tài)反饋與動態(tài)反饋的等價性　168　
3.6.6　動態(tài)反饋的多樣性　178　
練習(xí)題　181　
第4章　無窮維線性系統(tǒng)動態(tài)補償　184　
4.1　執(zhí)行動態(tài)補償　184　
4.1.1　串聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性　184　
4.1.2　算子Sylvester方程　186　
4.1.3　抽象系統(tǒng)執(zhí)行動態(tài)補償　190　
4.1.4　應(yīng)用舉例　195　
4.2　觀測動態(tài)補償　202　
4.2.1　串聯(lián)觀測系統(tǒng)的適定性與可觀性　203
4.2.2　抽象系統(tǒng)觀測動態(tài)補償　207　
4.2.3　輸出調(diào)節(jié)問題與觀測動態(tài)補償　213　
4.2.4　應(yīng)用舉例　216　
4.3　高維不穩(wěn)定熱方程的鎮(zhèn)定　221　
4.3.1　問題描述　221　
4.3.2　預(yù)備知識　223　
4.3.3　狀態(tài)反饋設(shè)計　227　
4.3.4　觀測器設(shè)計　233　
4.3.5　數(shù)值仿真　239　
本章小結(jié)　241　
練習(xí)題　242　
第5章　時滯動態(tài)補償　244　
5.1　有限維系統(tǒng)時滯補償　245　
5.1.1　有限維系統(tǒng)輸入時滯補償　245　
5.1.2　有限維系統(tǒng)輸出時滯補償　248　
5.2　無窮維系統(tǒng)輸入時滯補償　250　
5.2.1　平移半群　250
5.2.2　輸入時滯對應(yīng)的Sylvester方程　253　
5.2.3　輸入時滯補償　256　
5.2.4　應(yīng)用舉例　259　
5.3　無窮維系統(tǒng)輸出時滯補償　263　
5.3.1　輸出時滯系統(tǒng)的適定性　263　
5.3.2　輸出時滯對應(yīng)的Sylvester方程　264　
5.3.3　輸出時滯補償　268　
5.3.4　應(yīng)用舉例　273　
5.4　波動方程時滯與動態(tài)backstepping變換　275　
5.4.1　不穩(wěn)定波動方程的動態(tài)backstepping變換　275　
5.4.2　動態(tài)backstepping方法與時滯補償　278　
5.4.3　時滯動態(tài)和非線性系統(tǒng)　283　
5.4.4　軌道設(shè)計與非同位問題　291　
本章小結(jié)　294　
練習(xí)題　294　
第6章　無窮維系統(tǒng)自抗擾控制　296　
6.1　估計/消除策略與干擾系統(tǒng)可觀性　296　
6.1.1　估計/消除策略　296　
6.1.2　干擾估計的精度　297　
6.1.3　干擾系統(tǒng)可觀性　302　
6.2　輸入干擾及其估計　304　
6.2.1　波動方程的輸入干擾估計　304　
6.2.2　高維熱方程的輸入干擾估計　307　
6.3　輸出干擾及其估計　315　
6.3.1　干擾估計器及其應(yīng)用　316　
6.3.2　分布信號干擾估計器　319　
本章小結(jié)　325　
練習(xí)題　326　
參考文獻　327　
附錄A　338
A.1　線性空間與線性算子　338　
A.1.1　Hilbert空間　338　
A.1.2　線性算子　340　
A.1.3　Sobolev空間　342　
A.1.4　取值為Banach空間中元素的函數(shù)空間　346
A.2　半群理論　348　
A.2.1　C0-半群的定義和性質(zhì)　348　
A.2.2　C0-半群的生成　350　
A.3　常用數(shù)學(xué)工具　351　
A.3.1　常用不等式　351　
A.3.2　Laplace變換　354　
A.3.3　常用定理和公式　355