第一部分 绪论 3
第1章 绪论 3
1.1 非光滑控制问题概述 3
1.1.1 强稳定性和有限时间稳定性定义 3
1.1.2 非光滑控制概念基础 5
1.1.3 非光滑控制研究意义 6
1.2 非光滑控制研究现状 11
1.2.1 非光滑状态反馈控制 11
1.2.2 非光滑状态观测器及输出反馈控制器设计 13
1.2.3 非光滑控制方法在滑模控制中的应用 14
1.2.4 典型系统的非光滑控制 15
1.3 本书主要内容 17
第二部分 非光滑控制理论 21
第2章 二阶系统的非光滑控制设计与分析 21
2.1 引言 21
2.2 系统描述及预备知识 22
2.3 有限时间状态反馈控制器设计 23
2.3.1 基于齐次性方法的设计 23
2.3.2 基于加幂积分方法的设计 24
2.3.3 基于非奇异终端滑模控制方法的设计 26
2.4 非光滑控制系统的抗扰动性能分析 28
2.4.1 一阶情形的抗扰动性能分析 29
2.4.2 二阶情形的抗扰动性能分析 31
2.5 仿真分析 37
2.5.1 三种连续有限时间控制方法的数值仿真实验 37
2.5.2 非光滑扰动性能分析的数值仿真实验 40
2.6 小结 43
第3章 上三角系统（P规范型）的非光滑控制设计 44
3.1 引言 44
3.2 引理和假设 46
3.3 上三角系统的全局镇定控制器设计 47
3.3.1 局部镇定控制器设计 47
3.3.2 全局镇定控制器设计 51
3.4 一些推论和例子 60
3.5 小结 65
第4章 下三角系统的非光滑控制设计 66
4.1 问题描述 66
4.2 假设条件 67
4.3 全局有限时间控制器设计 68
4.4 数值仿真 72
4.5 小结 73
第5章 非光滑有限时间观测器设计 74
5.1 引言 74
5.2 问题描述 75
5.3 非线性下三角时变系统的非光滑有限时间观测器设计 76
5.4 状态有界的非线性下三角时变系统的非光滑观测器设计 85
5.5 非光滑有限时间观测器的应用设计 86
5.5.1 有限时间参数辨识 86
5.5.2 有限时间混沌同步 87
5.6 小结 88
第6章 级联系统的有限时间控制分析 89
6.1 引言 89
6.2 问题描述和预备知识 90
6.3 级联系统有限时间稳定的充分条件 91
6.4 小结 96
第三部分 非光滑控制理论应用研究 99
第7章 永磁同步电机调速系统的非光滑控制设计与实验验证 99
7.1 引言 99
7.2 模型描述和预备知识 100
7.3 非光滑控制器设计及抗扰动性能分析 103
7.3.1 速度环控制器设计 103
7.3.2 抗扰动性能分析 105
7.4 仿真分析与实验验证 107
7.4.1 仿真结果 108
7.4.2 实验结果 109
7.5 小结 116
第8章 非完整轮式移动机器人的非光滑控制设计 117
8.1 引言 117
8.2 模型描述和预备知识 119
8.3 非光滑控制器设计 121
8.3.1 二阶子系统非光滑控制器设计 122
8.3.2 三阶子系统非光滑控制器设计 122
8.3.3 全局稳定性分析 124
8.4 仿真结果 128
8.5 小结 131
第9章 空间飞行器姿态系统的非光滑控制设计 132
9.1 引言 132
9.2 预备知识和问题描述 134
9.2.1 预备知识 134
9.2.2 问题描述 135
9.3 控制律设计之一 137
9.3.1 最优角速度设计 137
9.3.2 有限时间控制器设计 141
9.3.3 抗扰动性能分析 147
9.4 控制律设计之二 149
9.4.1 虚拟控制器ω的设计 150
9.4.2 有限时间控制器u的设计 151
9.4.3 抗扰动性能分析 160
9.5 仿真 161
9.6 小结 169
第10章 双积分器多智能体系统的非光滑一致性协议设计 170
10.1 引言 170
10.2 预备知识和问题描述 172
10.2.1 数学符号 172
10.2.2 图理论 172
10.2.3 相关引理 173
10.2.4 系统描述 173
10.3 无领导者多智能体系统的非光滑一致性协议设计 174
10.3.1 非光滑一致性协议设计 174
10.3.2 抗扰动性能分析 178
10.4 领导者-跟随者多智能体系统非光滑一致性协议设计 183
10.5 数值仿真 187
10.6 小结 190
第11章 多个空间飞行器姿态系统的非光滑姿态协调控制 191
11.1 引言 191
11.2 预备知识和问题描述 192
11.2.1 飞行器姿态控制系统模型 192
11.2.2 问题描述 193
11.3 非光滑姿态协调控制器设计 194
11.3.1 单个飞行器有限时间稳定姿态跟踪控制器设计 194
11.3.2 多个飞行器的非光滑姿态协调控制器设计 201
11.3.3 存在通讯时延情况下的非光滑姿态协调控制器设计 204
11.4 数值仿真 205
11.5 小结 208
参考文献 209
附录A 222
附录B 226
附录C 230
索引 237