本書的主要內(nèi)容是非線性自抗擾控制的設計與理論分析.自抗擾控制是一項在線估計并補償不確定性因素的控制技術,由三個主要部分構成,分別是跟蹤微分器、擴張狀態(tài)觀測器以及基于前兩者的反饋控制器.本書較為詳細地論述了非線性跟蹤微分器、非線性擴張狀態(tài)觀測器的設計與收斂性,以及基于跟蹤微分器與擴張狀態(tài)觀測器的不確定性因素補償控制器——自抗擾控制器的設計與控制閉環(huán)系統(tǒng)的收斂性和穩(wěn)定性.
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 背景介紹 1
1.2 自抗擾控制的工程運用 4
1.3 預備知識 5
1.3.1 非線性系統(tǒng)與 Lyapunov 穩(wěn)定性 5
1.3.2 有限時間穩(wěn)定與加權齊次系統(tǒng) 8
第2章 非線性跟蹤微分器 15
2.1 二階非線性跟蹤微分器 17
2.2 高階非線性跟蹤微分器 21
2.3 基于有限時間穩(wěn)定系統(tǒng)的跟蹤微分器 26
2.4 一類基于二階有限時間穩(wěn)定系統(tǒng)的跟蹤微分器 32
2.5 跟蹤微分器在信號頻率在線估計中的應用 37
第3章 非線性擴張狀態(tài)觀測器的設計與理論分析 43
3.1 單輸入單輸出系統(tǒng)的擴張狀態(tài)觀測器 43
3.2 多輸入多輸出系統(tǒng)的擴張狀態(tài)觀測器 65
3.2.1 總擾動下的擴張狀態(tài)觀測器 66
3.2.2 只有外擾的擴張狀態(tài)觀測器 74
第4章 非線性自抗擾控制的設計與理論分析 77
4.1 單輸入單輸出系統(tǒng)的自抗擾控制 79
4.1.1 總擾動下的自抗擾控制 79
4.1.2 只有外擾的自抗擾控制 89
4.2 多輸入多輸出系統(tǒng)的自抗擾控制 97
4.2.1 自抗擾控制的半全局收斂性 100
4.2.2 自抗擾控制的全局收斂性 107
4.2.3 只有外擾的自抗擾控制 114
4.2.4 例子及其數(shù)值模擬 119
4.3 輸出調(diào)節(jié)問題: ADRC vs IMP 124
第5章 下三角非線性不確定系統(tǒng)的自抗擾控制 132
5.1 下三角非線性不確定系統(tǒng)的擴張狀態(tài)觀測器 132
5.1.1 常數(shù)增益擴張狀態(tài)觀測器 132
5.1.2 時變增益擴張狀態(tài)觀測器 142
5.1.3 數(shù)值模擬 147
5.2 下三角非線性不確定系統(tǒng)的自抗擾控制 153
5.2.1 基于常數(shù)增益擴張狀態(tài)觀測器的自抗擾控制 154
5.2.2 基于時變增益擴張狀態(tài)觀測器的自抗擾控制 169
5.3 數(shù)值模擬 174
第6章 基于fal函數(shù)的擴張狀態(tài)觀測器與自抗擾控制 180
6.1 基于fal函數(shù)的非線性擴張狀態(tài)觀測器 180
6.1.1 fal-ESO的設計與主要結果 182
6.1.2 fal-ESO的收斂性證明 184
6.1.3 數(shù)值模擬 199
6.2 基于fal-ESO的自抗擾控制 203
6.2.1 控制器的設計與主要結果 204
6.2.2 主要結果的證明210
6.2.3 對AUV三維航跡跟蹤的應用 226
參考文獻 231
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