鲁棒控制理论[按需印刷]

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通常，系统的分析方法和控制器的设计大多是基于数学模型而建立的，而且，各类方法已经趋于成熟和完
善。然而，系统总是存在这样或那样的不确定性。在系统建模时，有时只考虑了工作点附近的情况，造成了数学模型的人为简化；另一方面，执行部件与控制元件存在制造容差，系统运行过程也存在老化、磨损以及环境和运行条件恶化等现象，使得大多数系统存在结构或者参数的不确定性。这样，用精确数学模型对系统的分析结果或设计出来的控制器常常不满足工程要求。近些年来，人们展开了对不确定系统鲁棒控制问题的研究，并取得了一系列研究成果。Hoo鲁棒控制理论和u分析理论则是当前控制工程中最活跃的研究领域之一，多年来一直备受控制研究工作者的青睐。作者通过系统地研究线性不确定系统、时间滞后系统、区间系统、离散时间系统的鲁棒稳定性问题，提出了有关系统鲁棒稳定性的分析和设计方法。为此，本书对国内外及本书作者的研究成果给予系统地总结。全书共分为12章。第1章概述了鲁棒控制的有关概念，对多变量控制系统的鲁棒性分析作了较深入的介绍；第2章主要讨论了基本Hoo优化理论，且从方法描述到优化算法都作了简要的阐述；第3章主要
是从离散时间系统出发，进一步介绍了Hoo理论的相关研究内容；第4章分别介绍了递阶控制算法、Hoo递阶优
化和分散Hoo控制；第5章介绍了Hoo优化方法的性质及其实现问题，并附了代数Riccati方程的算法流程图；
第6章讨论了Hoo优化算法在飞行控制中的应用问题，给出了飞机的运动方程及其简化和相关仿真计算；第7
章针对时滞系统的鲁棒控制问题作了论述和研究；第8章介绍了区间系统的鲁棒控制，给出了有关结果；第9章
介绍了u理论的基本概念；第10章介绍了u分析和u综合；第11章讨论了纵向飞行控制系统u综合方法，并比
较了Hoo控制器和u控制器；第12章介绍了u控制器的平衡降阶方法，且对u理论方法进行了总结和展望。
本书比较适合飞行器控制设计研究者和控制理论及应用研究工作者参考、阅读；对那些对控制领域感兴趣的学生或其他人员也有一定的学习、参考价值。

第1篇 Hoo控制理论
第1章 概述
1．1 引言
1．2 鲁棒性的基本概念
1．3 多变量控制系统的鲁棒性分析
第2章 Hoo优化问题理论
2．1 Hoo优化问题的描述
2．2 Hoo优化算法
第3章 离散时间系统的Hoo理论
3．1 概述
3．2 基本理论
3．3 二次规划
3．4 Hoo控制问题
第4章 递阶／分散Hoo优化方法
4．1 动态线性系统的递阶控制算法
4．2 动态线性系统的Hoo递阶优化算法
4．3 分散Hoo控制
第5章 Hoo优化方法的性质及其实现
5．1 静态反馈与动态反馈的最小范数等价性
5．2 最优控制方法与Hoo集中优化方法的比较

　　 随着现代科学技术和生产技术的发展，人们对控制系统的性能要求越来越高，基于数学模型的传统控制理论面临着新的挑战，遇到了难以克服的矛盾。由于数学模型的近似性和不确定性，非线性对系统的效应、测量的不准确性、控制系统本身的参数变化等，人们在设计控制系统时，只能在近似和简化的基础上进行。但系统是否具有良好的动态性能并对模型、初值、测量噪声等不确定因素具有稳健性?人们很难确定。鲁棒控制理论是处理以上各种不确定性问题的有力工具，Hoo鲁棒控制理论和u分析理论则是当前控制工程中最活跃的研究领域之一，近20多年来一直倍受控制研究工作者的青睐。
　　 本书第1篇是在状态空间描述下，系统地总结了连续时间线性和非线性系统、离散时间线性和非线性系统的Hoo鲁棒控制理论。
　　 由于在鲁棒性控制器设计的方法中，u理论有其独特的优点，体现在理论上无保守性。因此，本书第2篇对连续时间线性系统的u分析理论作了系统介绍。
　　 本书还介绍了作者近年在区间系统、时滞系统的Hoo鲁棒控制理论，递阶Hoo鲁棒控制理论，卢控制器模型降阶设计方法等方面的研究成果。并且，重点讨论了在干扰情况下飞机起飞和着陆的鲁棒控制问题。
　　 本书共分12章。第1章概述了鲁棒控制的有关概念；第2章介绍了基本Hoo优化理论；第3章介绍了离散时间系统的Hoo理论；第4章介绍了递阶份散Hoo优化方法；第5章介绍了Hoo优化方法的性质及其实现问题；第6章讨论了Hoo优化算法在飞行控制中的应用问题；第7章介绍了时滞系统的鲁棒控制；第8章介绍了区间系统的鲁棒控制；第9章介绍了卢理论的基本概念；第10章介绍了u分析与卢综合；第11章讨论了纵向飞行控制系统u综合方法；第12章介绍了u控制器的平衡降阶方法。本书第1章～第6章由王蓓、张勇、史忠科编写；第7、8章由吴方向编写；第9章～第12章由阮洪宁、史忠科编写；全书由史忠科、吴方向统稿。
　　 由于作者的水平和时间的限制，书中难免有这样那样的问题及符号错误，敬请读者给予批评指正。
　　 作 者