非線性網(wǎng)絡模型預測控制理論與應用

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 非線性現(xiàn)象和模型 1
1.1.1 簡化線性系統(tǒng)還原成非線性系統(tǒng) 1
1.1.2 硬非線性特性現(xiàn)象 4
1.1.3 模型的不確定性現(xiàn)象 6
1.1.4 設計的簡化現(xiàn)象 6
1.1.5 一些直接或間接使用非線性控制的原因 6
1.2 非線性系統(tǒng)特征 7
1.2.1 非線性特性 7
1.2.2 線性系統(tǒng)特征 7
1.2.3 不具有線性特性的非線性系統(tǒng)例子 9
1.2.4 一些常見的非線性系統(tǒng)的特性 12
1.3 非線性網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與綜合 15
1.3.1 非線性網(wǎng)絡模型預測控制研究現(xiàn)狀 16
1.3.2 數(shù)據(jù)包丟失問題 16
1.3.3 數(shù)據(jù)量化問題 17
1.3.4 網(wǎng)絡誘導時延 17
1.3.5 數(shù)據(jù)包時序錯亂 17
1.3.6 節(jié)點的時鐘同步 17
1.4 本書的安排 18
第2章 非線性控制系統(tǒng)Lyapunov穩(wěn)定性理論 19
2.1 非線性系統(tǒng)與平衡點 19
2.1.1 非線性系統(tǒng) 19
2.1.2 穩(wěn)定的數(shù)學描述 20
2.2 自治系統(tǒng)的Lyapunov直接方法 20
2.2.1 正定函數(shù)與Lyapunov函數(shù) 21
2.2.2 平衡點定理 22
2.3 時變系統(tǒng)穩(wěn)定性理論 26
2.3.1 時變系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念 26
2.3.2 穩(wěn)定性概念中的一致性 28
2.3.3 時變系統(tǒng)的Lyapunov穩(wěn)定性分析 29
2.4 全局一致漸近穩(wěn)定相關定理 33
2.5 Barbalat引理與類Lyapunov分析 38
2.5.1 函數(shù)及其導數(shù)的漸近性質(zhì) 39
2.5.2 Barbalat引理 39
2.5.3 利用Barbalat引理進行穩(wěn)定性分析 40
2.6 非線性系統(tǒng)反步控制 41
2.6.1 部分反饋線性化系統(tǒng)穩(wěn)定性 41
2.6.2 部分反饋線性化系統(tǒng)全局漸近鎮(zhèn)定 42
2.6.3 反步設計法原理 43
2.7 高階系統(tǒng)反步設計 47
第3章 反饋線性化 54
3.1 反饋線性化及其標準型 54
3.2 輸入-狀態(tài)線性化 56
3.3 數(shù)學工具 59
3.3.1 向量場的李代數(shù)結構 59
3.3.2 李積或李括號 61
3.3.3 微分同胚和狀態(tài)變換 62
3.4 單輸入系統(tǒng)的輸入-狀態(tài)線性化 63
3.4.1 輸入-狀態(tài)線性化的定義 64
3.4.2 輸入-狀態(tài)線性化的條件 64
3.4.3 線性化步驟 65
3.5 輸入-輸出線性化 68
3.5.1 相對階定義及內(nèi)動態(tài) 70
3.5.2 內(nèi)動態(tài)不穩(wěn)定 70
3.6 單輸入-單輸出系統(tǒng)的輸入-輸出線性化 71
3.6.1 產(chǎn)生一個線性輸入-輸出關系 72
3.6.2 正則形式 73
3.7 非線性系統(tǒng)的零動態(tài)設計方法 75
第4章 受約束的事件觸發(fā)分布式非線性系統(tǒng)的預測控制技術 83
4.1 問題描述 83
4.2 非線性對象的反饋線性化引例 83
4.2.1 反饋線性化的實現(xiàn)與驗證 85
4.2.2 仿真研究 90
4.3 基于事件觸發(fā)的分布式模型預測控制方法 91
4.3.1 分布式預測控制模型的系統(tǒng)描述 92
4.3.2 基于事件觸發(fā)的具有通信時延的分布式模型預測控制 94
4.3.3 系統(tǒng)可行性與穩(wěn)定性分析 96
4.4 仿真研究 103
4.5 本章小結 106
第5章 具有時延的非線性網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的H∞預測控制 107
5.1 概述 107
5.2 問題描述 108
5.3 預測控制器設計 110
5.4 穩(wěn)定性分析 112
5.5 系統(tǒng)仿真 116
5.6 本章小結 118
第6章 單邊丟包和量化非線性網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的模型預測控制 119
6.1 概述 119
6.2 問題描述 119
6.3 穩(wěn)定性分析和預測控制器設計 122
6.3.1 穩(wěn)定性分析 123
6.3.2 預測控制器設計 128
6.4 實例及仿真 130
6.5 本章小結 133
第7章 雙邊丟包和量化的非線性網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的模型預測控制 134
7.1 概述 134
7.2 問題描述 134
7.3 穩(wěn)定性分析和預測控制器設計 137
7.4 實例及仿真 143
7.5 本章小結 145
第8章 干擾作用下的丟包網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的模型預測控制 146
8.1 概述 146
8.2 問題描述 146
8.3 預測控制器設計 148
8.4 穩(wěn)定性分析 155
8.5 系統(tǒng)仿真 157
8.6 本章小結 158
第9章 一類確定時延非線性網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的保性能控制 160
9.1 概述 160
9.2 問題描述 160
9.3 控制器設計 161
9.4 保性能控制律設計 162
9.4.1 單Lyapunov函數(shù)法 163
9.4.2 多Lyapunov函數(shù)法 167
9.5 仿真實例 169
9.6 本章小結 171
參考文獻 172