非线性控制原理
以工科视角阐述非线性控制,结合前沿,实战导向。配套课件大纲习题答案。

作者:刘腾飞 [美]姜钟平

定价:59元

印次:1-1

ISBN:9787302709190

出版日期:2026.05.01

印刷日期:2026.03.25

图书责编:曾珊

图书分类:教材

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"本书主要介绍非线性控制理论的基本工具和方法。在列举非线性动态系统实例及典型现象的基础上,本书系统介绍了非线性系统稳定性理论、无源性及无源定理、输入到状态稳定性及非线性小增益定理等基本工具以及相应的控制方法。最后,本书探讨了如何利用被控对象结构设计控制器,并介绍了构造控制器的几个典型工具。 本书既包括了经典理论,又涵盖了非线性控制的部分**理论进展和应用,力争结合实例,用工程语言统一介绍分析工具和控制方法。本书可作为自动化相关专业高年级本科生、相关方向研究生的教材或参考书,也可供对非线性控制感兴趣的科研人员和工程技术人员参考。"

"刘腾飞,东北大学教授,博士生导师。长期从事非线性控制的基础和应用基础研究。担任IEEE Transactions on Automatic Control等国际期刊编委;获国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、国家杰出青年科学基金项目资助;作为学术带头人主持国家自然科学基金创新研究群体项目(B类);承担国家自然科学基金重点项目等;以第三完成人身份荣获国家自然科学奖二等奖,入选辽宁青年科技奖“十大英才”;获霍英东教育基金会高等院校青年科学奖等。姜钟平,纽约大学教授,欧洲科学院院士,IEEE Fellow,IFAC Fellow,CAA Fellow,AAIA Fellow,入选科睿唯安“全球高被引科学家”。在法国、澳大利亚和美国多所高校和研究所从事研究工作,研究领域涵盖稳定性理论、非线性控制、分布式优化、强化学习和自适应动态规划及其应用。在自动控制、机器人、计算智能、电路和系统等领域发表了500多篇国际期刊和国际会议论文,谷歌学术总引用超过31000次,h-index为89(截至2026年3月),出版6部专著,担任多个国际期刊的编委、主编。获澳大利亚伊丽莎白二世杰出研究奖、美国国家科学基金会成就奖、日本科学振兴会研究奖等。2022年获纽约大学坦登工学院杰出研究奖。"

前言 自动控制系统根据先验知识和对动态行为的感知信息产生控制动作,使被控对象按照 期望的规律自动运行。许多时候,尤其是当预设工作范围较小时,可以使用线性模型来描 述、分析和设计控制系统。但如果要扩大工作范围、提高控制精度和响应速度,或者要求 在运行过程中满足各种约束条件,就难以忽略非线性因素对控制性能的影响。同时,充分 利用非线性特性来设计控制器也是改善控制效果的有效手段。 在感知、通信、计算和系统集成技术快速发展的今天,非线性控制已经成为工业过程、 运载平台、机器人等各类复杂系统不断提升能力的重要使能技术。不仅如此,由异构的复 杂系统构成的关联大系统和集群系统要实现高水平的协作,其控制系统应当无须预设工作 点或预设轨迹就能自主实现复杂控制目标,这同样离不开非线性控制。在此基础上,为了 使控制系统能够像人一样观察、交流、决策和行动,并完成各种更具挑战性的任务,需要 充分发挥多领域交叉优势,将不同功能层次的子系统有机集成起来。在此过程中,非线性 控制更是不可或缺的手段。 通过研究非线性控制,我们期望更系统地认识和利用非线性,持续发展多样化的非线 性控制工具及方法,尽量减少实践中的经验凑试和试验穷举,不断创造出功能更强大的新 系统。非线性伴随着控制理论和技术发展的始终,现有的非线性控制成果凝聚了无数控制 研究者的智慧。 本书是基于第一作者在东北大学多年讲授非线性控制课程的经验,结合两位作者过去 十五年在非线性控制领域的科研合作成果编写的,主要面向自动化相关专业的高年级本科 生、相关研究方向的硕士及博士研究生,以及对非线性控制感兴趣的科研...

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第1 章非线性控制概述............................ 1

1.1 非线性动态系统的例子.................... 2

1.1.1 单摆.................................. 2

1.1.2 水槽.................................. 4

1.1.3 振荡器............................... 4

1.1.4 他励直流电动机................... 5

1.1.5 生物种群演化...................... 6

1.1.6 病毒传播............................ 7

1.1.7 差速驱动小车...................... 8

1.1.8 固定翼飞行器...................... 9

1.2 非线性动态系统的典型现象.............. 10

1.2.1 多个孤立平衡点................... 10

1.2.2 极限环............................... 12

1.2.3 有限时间收敛...................... 13

1.2.4 有限逃逸时间...................... 14

1.2.5 ▲ 全局渐近稳定不能保证全局鲁棒稳定................................... 15

1.3 非线性控制的实例................. 查看详情

本书从工程的角度讲解非线性控制的思想、基本原理和方法,摆脱传统非线性控制教材以数学控制论为主线的组织方式,具有鲜明的工科教材特色,使读者能够真正将前沿理论与工程实践紧密结合,学以致用。


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