非线性控制系统理论基础 第2版PDF电子书下载

第1章 切向量和对偶向量 1

1.1切向量和切空间 1

1.2对偶向量和对偶切空间 5

1.3切向量和对偶向量的映射公式 8

1.4流形到更高维流形的光滑映射的几种类型 19

习题 22

第2章 向量场和对偶向量场 23

2.1向量场 23

2.2向量场的李代数结构 28

2.3对偶向量场 32

2.4与向量场和对偶向量场有关的计算公式 35

习题 38

第3章 分布和对偶分布 39

3.1分布 39

3.2对偶分布 46

3.3正交对偶分布 48

3.4矩阵行和列张成的分布和对偶分布 49

习题 50

第4章 不变分布和不变对偶分布 52

4.1不变分布 52

4.2不变对偶分布 54

4.3不变最小分布 56

4.4不变最小对偶分布 61

习题 66

第5章 非线性系统的能控能观性和坐标变换 68

5.1非线性系统的状态空间描述 68

5.2非线性系统的能控性 70

5.3非线性系统的能观测性 72

5.4非线性系统的坐标变换 74

5.5一个实例——飞船姿态控制模型 80

习题 85

第6章 非线性系统状态方程的可积性 87

6.1用分布的零化子研究分布的可积性 87

6.2分布可积的充要条件——Frobenius定理 90

习题 103

第7章 控制系统的局部能控能观性分解 105

7.1向量场和对偶向量场变换后向量形式的简化 105

7.2基于不变分布的控制系统局部能控性分解 109

7.3基于不变分布的控制系统局部能观性分解 113

7.4控制系统的不变最小分布和局部能控性分解定理 117

7.5控制系统的不变最小对偶分布和局部能观性分解定理 126

7.6线性系统的子空间概念和基于子空间概念的能控能观性分解 130

习题 134

第8章 控制系统的全局分解 135

8.1最大积分子流形 135

8.2用最小子代数相当的分布代替不变最小分布 142

8.3控制系统的全局能控性分解 144

8.4用最小子空间相当的对偶分布代替不变最小对偶分布 146

8.5控制系统的全局能观性分解 150

8.6线性系统的最大积分子流形全局分解 152

8.7飞行器系统的最大积分子流形全局能控性分解 154

习题 156

第9章 输入-输出关系的两种级数表示和输入-输出解耦 158

9.1系统输出的Fliess函数表示 158

9.2系统输入-输出关系的Volterra级数表示 162

9.3输出对输入的不变性 165

9.4输出对输入的解耦 169

习题 170

第10章 单入单出系统的坐标变换和部分线性化 172

10.1单入单出系统的相对阶 172

10.2基于线性化坐标L k f h（x°）的坐标变换映射 175

10.3系统通过坐标变换达到部分线性化 181

习题 187

第11章 单入单出系统的状态反馈线性化 188

11.1状态反馈线性化的一些基本问题 188

11.2状态空间精确线性化的定义和充要条件 195

11.3状态空间精确线性化的必要条件 197

11.4按r=n要求选择输出函数的状态空间精确线性化 198

11.5系统线性近似式与精确线性化问题可解性的关系 201

11.6相对阶r＜n系统的部分反馈线性化 202

11.7反馈线性化时的相对阶最大化问题 207

11.8 r＜n系统的二次状态反馈精确线性化问题 211

习题 215

第12章 零动态特性 216

12.1非线性系统的零输出问题 216

12.2线性系统的零输出问题 222

12.3非线性系统零动态特性的线性近似 226

12.4非线性系统的准确跟踪指定输出问题 228

习题 229

第13章 局部渐近镇定 230

13.1非线性系统的局部渐近镇定问题 230

13.2局部渐近镇定的临界问题 234

13.3渐近稳定性分析中的空输出和变量捆绑技巧 238

习题 241

第14章 用高增益输出反馈实现局部渐近稳定 242

14.1相对阶为1情况下的输出反馈 242

14.2相对阶较大情况下的输出反馈 246

第15章 渐近跟踪 249

15.1渐近跟踪指定输出函数 249

15.2渐近跟踪参考模型输出 252

习题 255

第16章 输出与扰动解耦和前馈控制 256

16.1输出与扰动解耦问题 256

16.2输出与扰动解耦的充要条件和扰动可测量时的前馈控制 259

第17章 非线性系统全维状态观测器 262

17.1观测器线性化问题 262

17.2观测器线性化问题可解的充要条件 263

17.3观测器的构造 272

第18章 单入单出非线性系统精确线性化举例 276

18.1直流电机传动控制 276

18.2弹性轴单连杆机械手 279

18.3单机无穷大电力系统的励磁控制 284

第19章 中心流形理论 289

19.1中心流形的定义和中心流形微分方程 289

19.2中心流形存在的充要条件 291

19.3中心流形方程的降阶原理和近似计算 293

第20章 奇异扰动的几何理论 298

20.1奇异扰动系统 298

20.2奇异扰动系统的更一般形式 300

第21章 m入m出系统的坐标变换和部分线性化 310

21.1m入rn出系统的相对阶 310

21.2基于线性化坐标L k f h（x°）的坐标变换映射 311

21.3系统通过坐标变换达到部分线性化 314

21.4 m入m出系统的零输出问题 316

21.5 m入m出系统的准确跟踪指定输出问题 318

第22章 m入m出系统的状态反馈线性化 320

22.1m入m出系统的状态反馈 320

22.2m入m出系统状态空间精确线性化问题可解的充要条件 322

22.3相对阶r=n的m入m出系统的状态空间精确线性化 331

22.4相对阶r＜n的m入m出系统的输入-输出线性化 335

22.5相对阶r≤n的m入m出系统的非交互控制 337

22.6m入m出系统的渐近稳定 339

22.7相对阶r≤n的m入m出系统的扰动解耦和输出渐近跟踪 340

第23章 输入-输出维数不等的多入多出系统 341

23.1输入维数大于输出维数的多入多出系统 341

23.2输入维数大于输出维数系统的非交互控制 345

第24章 多入多出非线性系统精确线性化举例 347

24.1刚体姿态控制（航天器、飞行器、潜水器等姿态控制） 347

24.2多机电力系统励磁控制精确线性化 348

第25章 通过动态扩充改变相对阶 355

25.1动态反馈控制 355

25.2动态扩充算法 357

25.3动态扩充的阶段分解定理 360

25.4动态扩充的有关性质 367

25.5动态扩充算法举例——飞行器控制 368

25.6动态扩充算法举例——多连杆机械手 381

第26章 静态反馈下的非交互控制加稳定性 391

26.1非交互控制加稳定问题定义 391

26.2系统的一种不变最小分布及其性质 393

26.3问题通过静态反馈可解的必要条件和充要条件 398

26.4用例 404

第27章 动态反馈下的非交互控制加稳定性 409

27.1动态反馈非交互控制加稳定性的必要条件 410

27.2动态反馈非交互控制加稳定性的充分条件 418

第28章 受控不变分布——不依赖于相对阶的扰动解耦 435

28.1受控不变分布的几个基本引理 435

28.2在ker（dh）中的最大受控不变分布 442

28.3与相对阶概念无关的扰动解耦 457

28.4能控性示性分布 458

附录A 469

A.1一些基础数学知识 469

A.2系统稳定性 470

A.3ω-极限点和ω-极限集 475

习题答案 477

参考文献 502

索引 506