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第一章 变结构系统的基本概念 1

1.1 引言 1

1.2 滑动模态变结构系统的概念和定义 1

1.3 两种没有滑动模态的变结构系统 3

1.4 几个理论问题 5

1.4.1 变结构控制的三要素 5

1.4.2 变结构系统的设计 8

1.4.3 变结构系统的不变性和抖振问题 9

1.5 变结构系统的研究历史及前景 10

1.6 变结构系统的新进展与我国学者的贡献 12

思考题 13

第二章 滑动模态的存在条件与滑动模态方程 14

2.1 滑动模态的存在条件 14

2.2 滑动模态方程 17

2.2.1 菲力波夫法和其他补充定义的方法 18

2.2.2 等效控制法 23

2.3 动态滑动模态与静态滑动模态 27

思考题 28

第三章 标量变结构控制 29

3.1 线性定常对象自由运动的控制 30

3.1.1 引言 30

3.1.2 滑动面的存在条件 31

3.1.3 滑动运动的稳定条件 36

3.1.4 进入条件及变结构系统的稳定性 42

3.2 线性非定常对象自由运动的控制 48

3.2.1 引言 48

3.2.2 滑动面的存在条件 48

3.2.3 进入条件与系统的稳定性 49

3.2.4 关于高阶相变量系统的补充说明 50

3.3 标量变结构控制系统的设计 52

3.3.1 设计问题的提法与设计步骤 52

3.3.2 定常对象的设计 54

3.3.3 时变对象的设计 55

3.3.4 抑制扰动的设计 56

3.3.5 其他设计方法 60

3.3.6 固定结构控制与趋近律控制的关系 68

3.3.7 应用举例 74

思考题 77

4.1 滑动模态的定义及其存在的必要条件 78

第四章 向量变结构控制的预备知识 78

4.2 应用李雅普洛夫第二方法确定滑动模态区 80

4.3 用二次型确定滑动区 82

4.3.1 常数系数的二次型 83

4.3.2 系数依赖于χ和t的二次型 85

4.4 递阶控制法 87

4.5 滑动方程对线性变换的不变性 90

4.6.1 对角化第一方案 91

4.6 对角化方法 91

4.6.2 对角化第二方案 92

4.7 二次型方法 93

4.8 小结 94

思考题 95

第五章 向量变结构控制 96

5.1 线性定常对象自由运动的控制 97

5.1.1 定常对象滑动流形的存在条件 97

5.1.2 滑动运动的稳定条件 100

5.1.3 滑动流形的进入条件 105

5.2 线性非定常对象自由运动的控制 108

5.2.1 定常对象的递阶控制 109

5.2.2 非定常对象的递阶控制 111

5.3 向量变结构控制系统的设计 112

5.3.1 一般线性系统切换函数的选择 112

5.3.2 向量变结构控制的求取 116

5.3.3 目前流行的方法 121

思考题 123

6.1.1 参数变动单独存在 124

6.1 相变量系统的不变性 124

第六章 滑动运动的不变性 124

6.1.2 外部扰动单独存在 125

6.1.3 参数变动与外部扰动同时存在 126

6.2 滑动运动不变性条件 127

6.2.1 不变性的一般条件 127

6.2.2 对外部扰动的不变性条件 127

6.2.3 对控制对象参数的不变性条件 128

6.2.4 选择不变性条件 129

6.2.5 不变性的物理意义 129

6.3 不变性举例 130

思考题 133

第七章 具有准滑动模态的控制系统 134

7.1 引言 134

7.1.1 抖振问题 134

7.1.2 准滑动模态 136

7.1.3 准滑动模态与理想滑动模态相近似的定理 136

7.2 具有饱和函数的准滑动模态变结构控制 141

7.2.1 具有饱和函数的变结构控制的特点 141

7.2.2 ud=-u*sat(s△) 142

7.2.3 ud=-(α｜χ｜+β)sat(s△) 143

7.2.4 对二方案的讨论 144

7.2.5 仿真实例 144

7.3 继电特性连续化的准滑模伪变结构控制系统 148

7.3.1 符号函数连续化 148

7.3.2 ud=-Mθ(s) 150

7.3.3 ud=-[α｜χ｜+β]s｜s｜+8 151

7.3.5 仿真实例 152

7.3.4 对二方案的讨论 152

7.4 线性连续的准滑模伪变结构控制 155

7.4.1 线性连续的准滑模控制律 155

7.4.2 系统的鲁棒性 156

7.1.4 高增益反馈系统的“慢子系统”与变结构理想滑动模态具有相同的运动方程 156

7.4.3 极点配置 157

7.4.4 仿真实例 159

7.5 具有状态立方反馈的准滑动模态伪变结构控制 162

7.5.1 状态立方反馈的准滑模控制律 162

7.5.3 仿真实例 163

7.5.2 控制律的特点 163

思考题 167

第八章 离散滑模变结构控制系统 168

8.1 引言 168

8.2 按连续系统设计离散变结构控制 169

8.2.1 渐近超平面（Asymptotehyperplane） 169

8.2.2 离散系统准滑动模态存在的充分条件 170

8.2.3 步长h＜H的判别方法 172

8.2.4 实例 174

8.3.1 系统状态方程 178

8.3 离散系统的状态方程及滑模方程 178

8.3.2 滑模方程 179

8.4 离散系统滑模的等效控制 183

8.4.1 滑模等效控制定理 183

8.4.2 滑模等效控制的平衡线 183

8.5 离散系统进入滑模区的条件 185

8.6 确定系统离散变结构控制律 187

8.6.1 准滑动模态的进入条件 187

8.6.2 离散系统准滑模变结构控制律 188

8.6.3 仿真实例 191

8.7 不确定系统离散滑模变结构控制稳定性的讨论 193

8.7.1 准滑动模态区的进入条件 193

8.7.2 稳定性分析 195

8.7.3 对流行的两种离散变结构控制方案的简评 196

8.8 离散系统变结构控制的工程设计方法 200

8.8.1 二阶离散系统变结构控制渐近稳定的充分条件 200

8.8.2 二阶变结构控制的工程设计方法 204

8.8.3 高阶离散变结构控制近似的设计公式 206

8.8.4 仿真实例 207

8.9 采用衰减控制的离散变结构控制方案 214

8.9.1 衰减控制 215

8.9.2 具有衰减控制的离散变结构控制 216

8.9.3 仿真实例 223

8.10 离散变结构控制仿真程序 230

8.10.1 程序1 230

8.10.2 程序2 235

8.11 小结 244

思考题 245

9.1.1 问题的提出 246

9.1.2 灰色模型 246

9.1 引言 246

第九章 灰色滑模控制系统 246

9.2 基于连续系统模型具有灰色估计器的离散变结构控制 248

9.2.1 基于连续系统模型的具有指数渐近律的准滑模控制 248

9.2.2 灰色估计器 248

9.2.3 具有灰色估计器的变结构控制 250

9.3 基于离散系统模型具有灰色估计器的变结构控制 268

思考题 290

参考文献 291