内容简介
《约束特性下非线性系统收敛性能提升控制及应用》聚焦非线性系统的收敛性能提升控制，针对非线性系统普遍存在的约束特性及其对稳定性的影响，以及机器人系统、化工生产、智能交通等领域对快速收敛的迫切需求展开深入研究。
全书共10章，在非线性系统稳定性分析框架下，针对不同约束特性，系统探讨了收敛性能提升策略。研究方法上，综合运用自适应模糊控制、随机系统稳定理论及有限时间稳定性定理，实现了非线性系统和随机非线性系统的有限时间稳定。本书还设计了基于输出反馈的容错控制器，显著提升了非线性系统的容错能力，并进一步突破了系统初始状态对收敛时间的限制，提出了固定时间控制策略和预设时间控制策略。各章节论证严谨，辅以数值仿真和物理模型仿真验证。
全书内容循序渐进，可作为自动化及控制领域科研人员和技术人员的参考书，读者可根据需求选读相关章节。
目录
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 非线性系统控制
1.2.1 确定性非线性系统控制
1.2.2 随机非线性系统控制
1.2.3 约束特性非线性系统控制
1.3 不确定系统逼近控制方法
1.3.1 自适应控制方法
1.3.2 自适应模糊控制方法
1.4 收敛性能提升控制方法
1.4.1 有限时间控制方法
1.4.2 固定时间控制方法
1.4.3 预设时间控制方法
第2章 本书所需知识
2.1 随机系统
2.2 Lyapunov稳定性
2.2.1 稳定性分类
2.2.2 非线性系统Lyapunov稳定性
2.2.3 随机非线性系统Lyapunov稳定性
2.3 非线性系统稳定时间提升相关理论
2.3.1 非线性系统有限时间稳定理论
2.3.2 随机非线性系统有限时间稳定理论
2.3.3 固定时间稳定理论
2.3.4 预设时间稳定理论
2.4 其他必备的控制相关知识
2.4.1 模糊逻辑系统
2.4.2 径向基神经网络
2.4.3 障碍Lyapunov函数
2.5 必备的数学知识
2.6 本章小结
第3章 全状态约束纯反馈非线性系统控制方法
3.1 本章引言
3.2 全状态约束非线性系统自适应模糊控制
3.2.1 全状态纯反馈非线性系统结构描述
3.2.2 自适应反步控制策略设计
3.3 仿真验证
3.4 本章小结
第4章 全状态约束非线性系统有限时间控制方法
4.1 全状态约束非线性系统描述及状态变换
4.2 自适应模糊有限时间控制器设计
4.3 仿真验证
4.3.1 数值仿真验证
4.3.2 倒立摆模型仿真验证
4.4 本章小结
第5章 高阶随机非线性系统控制方法
5.1 本章引言
5.2 高阶随机非线性系统自适应模糊控制方法
5.2.1 高阶严格反馈随机非线性系统控制问题描述
5.2.2 自适应模糊控制器设计
5.3 数值仿真验证
5.4 本章小结
第6章 高阶随机非线性系统有限时间控制方法
6.1 高阶随机非线性系统描述及性能预设指标
6.2 高阶随机非线性系统自适应模糊有限时间控制方法
6.3 仿真验证
6.4 本章小结
第7章 随机非线性系统有限时间容错控制方法
7.1 本章引言
7.2 全状态约束随机非线性系统控制问题描述
7.3 模糊观测器设计方法
7.4 随机非线性系统自适应模糊有限时间容错控制方法
7.5 仿真验证
7.5.1 容错控制数值仿真验证
7.5.2 容错控制单连杆机械臂模型仿真验证
7.6 本章小结
第8章 随机非线性系统固定时间控制方法
8.1 本章引言
8.2 随机非线性系统固定时间控制问题描述
8.3 随机非线性系统固定时间有界推论
8.4 严格反馈随机非线性系统自适应模糊固定时间控制
8.5 固定时间仿真
8.5.1 自适应巡航车辆模型的固定时间跟踪控制验证
8.5.2 不同参数数值仿真下的固定时间控制策略
8.6 本章小结
第9章 死区约束非线性系统预设时间控制方法
9.1 本章引言
9.2 死区非线性系统预设时间控制问题描述
9.3 状态观测器设计方法
9.4 自适应预设时间控制方法
9.5 控制器的稳定性分析
9.6 预设时间控制方法仿真验证
9.6.1 预设时间控制数值仿真验证
9.6.2 预设时间控制机械臂模型仿真验证
9.7 本章小结
第10章 工作总结与展望
10.1 工作总结
10.2 工作展望
参考文献
