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| 編輯推薦： |
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面对诸多高校研究生招生超过本科招生，研究生对教材的需求量与日俱增。本教材适合高年级本科及硕士研究生选用，不是传统的自动控制理论、线性控制，智能控制这些内容，而是针对研究生所要研究的特殊的控制问题而编写的，具有新颖性和实际应用价值。
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| 內容簡介： |
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本书围绕特殊类型控制系统的设计问题阐述了6种设计方法。全书共分为7章。第1章介绍控制系统及技术的发展、主要分析方法和性能指标；第2章介绍不稳定对象的控制设计方法；第3章介绍挠性系统的控制设计方法；第4章介绍三明治系统的复合控制器设计方法；第5章介绍基于奇异值摄动的双连杆机械臂轨迹跟踪控制；第6章介绍超空泡航行体的控制设计方法；第7章介绍非线性多项式系统的SOS法分析和设计。
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| 關於作者： |
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孟范伟，东北大学秦皇岛分校任教，主讲自动控制原理、控制系统设计、最优控制等课程，从事控制系统设计等相关方向的研究。
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| 目錄：
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前言第1章绪论11.1本书的内容考虑11.2控制系统的发展21.2.1古代阶段21.2.2 1930年以前的时期31.2.3 1930～1950年期间51.2.4 1950～1980年期间81.2.5 1980年以后的时期91.3控制系统的分析方法111.3.1Routh稳定判据111.3.2Nyquist稳定判据121.3.3Lyapunov稳定性131.4控制系统的性能指标141.4.1稳定裕度141.4.2灵敏度函数141.5数学准备161.6本章小结16第2章不稳定对象的控制设计172.1不稳定对象的特点172.2不稳定对象的控制问题182.3不稳定对象的PID控制192.4不稳定对象的H∞状态反馈设计232.4.1磁悬浮系统状态空间方程232.4.2H∞状态反馈设计262.5H∞输出反馈设计332.5.1常规S/T混合灵敏度设计的加权函数332.5.2不稳定对象的加权函数352.5.3不稳定对象的S/T混合灵敏度设计362.6不稳定对象的非线性H∞状态反馈设计392.6.1仿射非线性系统392.6.2非线性H∞控制402.6.3求解HJI不等式442.6.4非线性设计仿真472.7本章小结51第3章弱阻尼挠性系统的控制设计523.1挠性系统的数学模型523.2挠性系统的控制问题543.3H∞回路成形法573.3.1互质因子分解573.3.2互质因子不确定性593.3.3H∞标准问题593.3.4小增益定理603.3.5参数化613.36H∞回路成形设计的基本思路613.4挠性系统的H∞回路成形设计623.4.1H∞回路成形法的鲁棒性623.4.2互质因式摄动分析673.4.3不稳定控制器的分析和避免713.5混合灵敏度设计733.6H∞回路成形中的μ综合法753.6.1结构奇异值和μ综合763.6.2H∞回路成形与μ综合结合783.6.3电动汽车动力总成系统的H∞回路成形中的μ综合法803.7挠性系统基于相位控制的H∞鲁棒设计853.7.1相位控制853.7.2H∞加权优化设计方法863.7.3仿真分析883.8本章小结90第4章三明治系统的控制设计914.1典型三明治系统模型914.2基于扰动观测器的PID-P复合控制934.2.1复合控制策略944.2.2扰动观测器设计944.2.3确定控制器参数的系数表法954.2.4控制器设计964.2.5仿真验证994.3结构化H∞控制1004.3.1EPS系统1004.3.2EPS系统的结构化H∞控制设计1024.3.3飞机纵向运动的结构化H∞控制设计1054.4本章小结109第5章双连杆柔性关节机械臂的轨迹跟踪控制1105.1双连杆柔性关节机械臂的动力学模型1105.2角位移高阶导数不可测的双连杆机械臂滑模控制1115.2.1动力学模型转换1125.2.2扩张状态观测器1135.2.3滑模控制器设计1155.2.4仿真分析1175.3存在未知外界扰动的机械臂奇异摄动鲁棒控制1205.3.1奇异摄动的基本原理1205.3.2柔性关节机械臂降阶模型1215.3.3控制器设计1225.3.4仿真分析1265.4关节刚度不足的机械臂改进奇异摄动终端滑模控制1285.4.1动力学模型的等效柔性补偿1295.4.2降阶慢子系统设计1305.4.3RBF神经网络1305.4.4终端滑模理论1315.4.5降阶慢子系统控制器设计1335.4.6仿真分析1355.5本章小结137第6章超空泡航行体的控制1386.1超空泡航行体的数学模型与分析1386.1.1超空泡航行体的体坐标系和模型基本参数1396.1.2超空泡航行体纵向平面流体动力分析1406.1.3超空泡航行体控制模型1426.1.4超空泡航行体运动分析与仿真1446.2超空泡航行体的状态反馈控制设计1456.2.1反馈控制设计1456.2.2反馈控制的稳定性分析1516.2.3超空泡航行体的实际运行性能分析1516.3超空泡航行体的H∞控制1566.3.1H∞状态反馈设计1576.3.2超空泡航行体H∞状态反馈下的性能1646.3.3对比分析1646.4超空泡航行体的时滞特性分析1706.4.1超空泡的时滞效应及考虑时滞的滑行力1716.4.2常规状态反馈下的性能对比1736.4.3H∞控制下的性能对比1746.5超空泡航行体的观测器设计和补偿1766.5.1超空泡航行体的常值扰动分析1766.5.2超空泡航行体的扰动观测器设计1776.5.3补偿与系统设计的关系1816.6本章小结184第7章非线性系统的SOS法分析和设计1867.1SOS相关概念1867.1.1SOS多项式1867.1.2SOS多项式分解1877.1.3SOS约束1887.2非线性系统的SOS法分析1897.2.1SOS稳定域分析1897.2.2SOS的决策变量1917.2.3算例及分析1927.3非线性系统的SOS法设计1977.3.1双线性矩阵不等式1977.3.2状态依赖LMIs与SOS法分解1987.3.3SOS法设计2007.3.4卫星大角度姿态机动的SOS法设计2027.3.5设计中的两个问题2077.4本章小结209参考文献210
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目前市场上已经出版了很多关于自动控制理论的书籍。本书不再更多地介绍控制理论，而是结合各种实际设计问题，来阐述一些控制设计方法的应用。作者在长期的教学和科研工作中发现，多数学生或研究人员，学完理论进行设计时，遇到具体问题往往不知如何入手。同时，关于控制系统设计的一些书籍中先进的设计方法在处理常规系统的设计方面都有很好的例子，但是在处理一些特殊类型系统的设计方面尚少有讨论或只有一些原理性的讨论。例如对不稳定对象、弱阻尼挠性系统、三明治系统、柔性关节机械臂、超空泡航行体以及非线性多项式系统设计等。这里指的是如何明确这些特殊类型系统的设计要求、设计限制和特点，以及PID和H∞等先进综合方法在满足这些特殊设计要求时理论上要进行的一些工作。本书的主要内容就是要将这些先进的设计方法推广到一些常见的特殊系统上，为这些系统提供一些实用的设计方法，同时又充实和发展一些新兴的设计理论。本书共分为7章。第1章介绍控制系统及技术的发展、主要分析方法和性能指标；第2章介绍不稳定对象的控制设计方法；第3章介绍挠性系统的控制设计方法；第4章介绍三明治系统的复合控制器设计方法；第5章介绍基于奇异值摄动的双连杆机械臂轨迹跟踪控制；第6章介绍超空泡航行体的控制设计方法；第7章介绍非线性多项式系统的SOS法分析和设计。本书的基础主要是作者孟范伟博士期间的研究成果。然后根据全体作者们多年的教学和科研实践，又扩充了近年来控制系统设计方面的一些实例。本书由孟范伟、李文超、庞爱平、沙晓鹏共同编写，全书由孟范伟统稿。本书介绍了大量的应用实例和较多的设计方法，因此本书对从事控制理论研究的人员具有一定的参考价值。阅读本书只需具备自动控制原理、现代控制理论以及一些基本的数学知识。本书也可作为自动控制专业高年级本科生和研究生的教材，适用于32学时。本书得到了东北大学秦皇岛分校一流课程建设的专项资金支持。东北大学秦皇岛分校段洪君教授对书稿进行了仔细的评阅并提出了许多宝贵的意见。本书在完稿过程中得到了哈尔滨工业大学博士生成知宁的大力支持，他承担了大量的图稿制作工作。在此一并致谢。作者于东北大学秦皇岛分校
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