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第1章 Lyapunov稳定性理论1

1.1 Lyapunov稳定性定义1

1.1.1 自治系统4

1.1.2 非自治系统4

1.2 Lyapunov稳定性定理5

1.3 实际动态系统的稳定性与性能7

参考文献10

第2章 匹配不确定线性系统的鲁棒控制11

2.1 概述11

2.1.1 不确定线性系统的描述11

2.1.2 鲁棒控制的定义13

2.2 对不确定项进行补偿的鲁棒控制15

2.2.1 最小最大鲁棒控制16

2.2.2 单位向量连续化鲁棒控制18

2.2.3 饱和函数型鲁棒控制19

2.3 变结构鲁棒控制20

2.3.1 变结构控制的概述20

2.3.2 以S＝BTPx为滑动模态超平面的变结构鲁棒控制设计21

2.3.3 基于正交变换的滑动模态超平面的设计法28

2.4 连续型鲁棒控制32

2.4.1 连续型鲁棒控制（Ⅰ）32

2.4.2 连续型鲁棒控制（Ⅱ）33

2.5 匹配不确定线性系统的鲁棒自适应控制35

2.5.1 补偿型鲁棒自适应控制35

2.5.2 变结构鲁棒自适应控制38

参考文献40

第3章 不匹配不确定线性系统的鲁棒控制41

3.1 概述41

3.1.1 不匹配不确定线性系统的描述41

3.1.2 几个常用的引理44

3.2 基于Riccati型方程的鲁棒控制设计46

3.2.1 几个引理46

3.2.2 基于Riccati型方程的鲁棒控制设计（Ⅰ）46

3.2.3 基于Riccati型方程的鲁棒控制设计（Ⅱ）48

3.2.4 基于Riccati型方程的鲁棒控制设计（Ⅲ）50

3.2.5 基于Riccati型方程的鲁棒控制设计（Ⅳ）53

3.3 不确定线性系统的H∞鲁棒控制55

3.3.1 H∞优化的定义及几个常用的引理55

3.3.2 匹配不确定线性系统的干扰衰减度变结构鲁棒控制57

3.3.3 不匹配不确定线性系统的H∞鲁棒控制（Ⅰ）61

3.3.4 不匹配不确定线性系统的H∞鲁棒控制（Ⅱ）63

3.3.5 不匹配不确定线性系统的H∞鲁棒控制（Ⅲ）65

3.3.6 不匹配不确定线性系统的H∞鲁棒控制（Ⅳ）65

3.4 不匹配不确定线性系统的变结构鲁棒控制67

3.4.1 以S＝BTPx为滑动模态超平面的设计法68

3.4.2 基于正交变换的鲁棒滑动模态超平面设计法（Ⅰ）72

3.4.3 基于正交变换的鲁棒滑动模态超平面设计法（Ⅱ）78

参考文献83

第4章 不确定非线性系统的鲁棒控制85

4.1 概述85

4.1.1 不确定非线性系统的描述85

4.1.2 不确定非线性系统鲁棒控制设计的基本问题87

4.1.3 反馈线性化和微分同胚变换88

4.2 相对阶为n的不确定非线性系统的鲁棒控制94

4.2.1 不确定非线性系统的描述94

4.2.2 极点配置鲁棒控制和自适应鲁棒控制—状态反馈情况96

4.2.3 极点配置鲁棒自适应控制104

4.2.4 自适应鲁棒模糊控制107

4.2.5 变结构鲁棒控制和变结构自适应鲁棒控制110

4.2.6 变结构鲁棒自适应控制116

4.2.7 高增益输出反馈鲁棒控制119

4.3 推广匹配不确定非线性系统的鲁棒控制123

4.3.1 推广匹配不确定非线性系统的描述123

4.3.2 变结构鲁棒自适应控制126

4.4 不确定非线性系统模糊自适应鲁棒控制耗散方法设计133

4.4.1 控制问题与耗散系统理论134

4.4.2 模糊自适应鲁棒控制器设计135

4.5 一类不确定非线性系统自适应模糊跟踪控制139

4.5.1 系统的描述与跟踪问题139

4.5.2 自适应模糊跟踪控制器设计141

4.5.3 仿真实例144

参考文献146

第5章 船舶航向自动舵的鲁棒控制器设计149

5.1 船舶航向控制系统的数学模型149

5.1.1 航向控制系统数学模型的建立149

5.1.2 外界干扰下的船舶航向控制系统数学模型151

5.1.3 舵机特性计算模型152

5.1.4 具有不确定性的船舶航向控制系统数学模型152

5.2 船舶航向自动舵的传统设计154

5.2.1 PID型自动舵的设计154

5.2.2 基于线性二次型性能指标的最优控制自动舵设计155

5.3 船舶航向的变结构控制自动舵设计156

5.3.1 变结构控制设计基础156

5.3.2 船舶航向的变结构控制自动舵设计158

5.3.3 设计实例159

5.4 船舶航向鲁棒和鲁棒自适应PID型自动舵的设计161

5.4.1 船舶航向不确定系统的描述161

5.4.2 船舶航向鲁棒PID型自动舵的设计162

5.4.3 船舶航向自适应鲁棒PID型自动舵的设计163

5.4.4 仿真实例163

5.5 船舶航向非线性系统的鲁棒控制166

5.5.1 船舶航向非线性系统模型166

5.5.2 船舶航向鲁棒控制自动舵设计167

5.5.3 仿真实例167

5.6 船舶航向的非线性鲁棒自适应控制169

5.6.1 船舶航向非线性系统模型169

5.6.2 鲁棒自适应控制器的设计170

5.6.3 仿真实例171

5.7 船舶航向非线性系统的输出反馈自适应鲁棒控制173

5.7.1 船舶航向非线性系统模型173

5.7.2 船舶航向状态反馈自适应鲁棒控制自动舵设计174

5.7.3 船舶航向高增益输出反馈自适应鲁棒控制自动舵设计175

5.7.4 仿真实例176

参考文献178

第6章 船舶减摇鳍系统的鲁棒控制设计179

6.1 船舶减摇鳍系统的数学模型179

6.1.1 船舶减摇鳍系统数学模型的构成179

6.1.2 船舶横摇惯性力矩的计算179

6.1.3 船舶横摇阻尼力矩的计算180

6.1.4 船舶横摇恢复力矩的计算181

6.1.5 船舶减摇鳍的控制力矩181

6.1.6 外力引起的横摇力矩181

6.1.7 船舶减摇鳍非线性系统数学模型183

6.2 船舶减摇鳍系统的变结构鲁棒控制184

6.2.1 不确定非线性系统的变结构鲁棒控制184

6.2.2 船舶减摇鳍变结构鲁棒控制设计186

6.2.3 仿真实例187

6.3 船舶减摇鳍系统的变结构自适应鲁棒控制189

6.3.1 变结构自适应鲁棒控制理论的一般描述189

6.3.2 船舶减摇鳍变结构自适应鲁棒控制设计与仿真191

6.4 船舶减摇鳍不确定非线性系统的自适应鲁棒模糊控制193

6.4.1 船舶减摇鳍系统自适应鲁棒模糊控制器设计193

6.4.2 仿真实例195

6.5 船舶减摇鳍不匹配不确定系统的变结构鲁棒控制197

6.5.1 概述197

6.5.2 船舶减摇鳍不匹配不确定系统模型的描述198

6.5.3 船舶减摇鳍系统的变结构鲁棒控制器的设计199

6.5.4 仿真实例200

6.6 船舶减摇鳍非线性系统模糊自适应鲁棒控制耗散设计203

6.6.1 船舶减摇鳍非线性系统203

6.6.2 模糊自适应鲁棒控制的耗散设计203

6.6.3 仿真实例204

参考文献205