過程裝備測控技術(shù)：線性與非線性控制理論及應(yīng)用

1 狀態(tài)空間分析法
1.1 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間表示
1.1.1 狀態(tài)空間的基本概念
1.1.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式
1.1.3 狀態(tài)空間表達(dá)式的建立
1.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)解
1.2.1 線性定常連續(xù)系統(tǒng)齊次方程的解
1.2.2 線性定常連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣
1.2.3 線性定常連續(xù)系統(tǒng)非齊次狀態(tài)方程的解
1.3 系統(tǒng)的能控性和能觀性
1.3.1 線性連續(xù)系統(tǒng)的能控性
1.3.2 線性連續(xù)系統(tǒng)的能觀性
1.3.3 能控及能觀標(biāo)準(zhǔn)型
1.4 線性系統(tǒng)狀態(tài)空間的結(jié)構(gòu)分解
1.4.1 按能控性分解
1.4.2 按能觀性分解
1.5 傳遞函數(shù)的狀態(tài)空間實現(xiàn)
1.6 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性
1.6.1 平衡狀態(tài)
1.6.2 李雅普諾夫穩(wěn)定性定義
1.6.3 李亞普諾夫第一法
1.6.4 李亞普諾夫第二法
1.7 基于狀態(tài)空間分析法的控制系統(tǒng)設(shè)計
1.7.1 兩類反饋結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)能控性、能觀性的影響
1.7.2 兩類反饋系統(tǒng)的極點(diǎn)配置
1.7.3 狀態(tài)觀測器
1.7.4 帶狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋系統(tǒng)設(shè)計
參考文獻(xiàn)
2 過程系統(tǒng)的非線性控制
2.1 非線性系統(tǒng)的能控性與能觀性
2.1.1 能控性
2.1.2 能觀性
2.2 非線性系統(tǒng)的局部能控性能觀性分解
2.2.1 非線性系統(tǒng)能控性分解
2.2.2 非線性系統(tǒng)的能觀性分解
2.3 基于坐標(biāo)變換的非線性系統(tǒng)部分線性化
2.4 非線性系統(tǒng)狀態(tài)反饋的精確線性化
2.5 非線性系統(tǒng)的全維狀態(tài)觀測器
2.6 非線性廣義過程的定值控制與隨動控制
2.6.1 非線性定值控制
2.6.2 非線性隨動控制
參考文獻(xiàn)
3 自適應(yīng)控制
3.1 線性自適應(yīng)控制系統(tǒng)
3.1.1 參數(shù)最優(yōu)化設(shè)計方法
3.1.2 Lyapunov穩(wěn)定性設(shè)計方法
3.2 非線性自適應(yīng)控制
3.2.1 自適應(yīng)定值控制
3.2.2 自適應(yīng)隨動控制
參考文獻(xiàn)
4 線性與非線性魯棒控制
4.1 魯棒控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
4.1.1 距離空間
4.1.2 線性賦范空間
4.1.3 Banach空間
4.1.4 Hilbert空間
4.1.5 常用時域函數(shù)空間及其范數(shù)
4.1.6 常用頻域函數(shù)空間及其范數(shù)
4.1.7 系統(tǒng)及其范數(shù)
4.2 系統(tǒng)不確定性描述與H∞控制標(biāo)準(zhǔn)問題
4.2.1 系統(tǒng)的不確定性描述
4.2.2 互質(zhì)分解
4.2.3 線性分式變換
4.2.4 系統(tǒng)的穩(wěn)定性及控制器的參數(shù)化設(shè)計
4.2.5 H∞控制的標(biāo)準(zhǔn)化
4.2.6 H∞標(biāo)準(zhǔn)化控制問題的穩(wěn)定分析
4.2.7 廣義被控過程的可穩(wěn)定性
4.2.8 H∞標(biāo)準(zhǔn)問題與模型匹配問題
4.3 標(biāo)準(zhǔn)H∞控制問題的Riccati方程解法
4.3.1 Riccati方程與H∞范數(shù)
4.3.2 Lyapunov方程及Riccati不等式
4.3.3 有理函數(shù)矩陣的內(nèi)外分解
4.4 H∞狀態(tài)反饋控制
4.4.1 狀態(tài)可測，干擾不可測情況
4.4.2 狀態(tài)和干擾都可測情況
4.5 H∞輸出反饋控制
4.5.1 H∞輸出反饋簡化情況
4.5.2 H∞輸出反饋的一般情況
4.6 非線性魯棒控制
4.6.1 耗散系統(tǒng)與能量存儲函數(shù)
4.6.2 非線性狀態(tài)反饋魯棒控制
4.6.3 非線性輸出反饋魯棒控制
參考文獻(xiàn)
5 控制理論應(yīng)用實例
5.1 微細(xì)通道相變傳熱系統(tǒng)狀態(tài)反饋精確線性化控制
5.1.1 微槽中流動汽泡的動力學(xué)模型
5.1.2 動力模型的Lie代數(shù)結(jié)構(gòu)
5.1.3 狀態(tài)反饋精確線性化控制的構(gòu)建
5.2 基于狀態(tài)觀測器的連續(xù)攪拌反應(yīng)釜非線性溫度控制
5.2.1 數(shù)學(xué)模型的建立
5.2.2 降階觀察器
5.2.3 輸入?輸出反饋線性控制器的設(shè)計
5.2.4 輸出反饋反推控制器設(shè)計
5.2.5 仿真
5.2.6 結(jié)論
5.3 基于非線性模型的二元蒸餾塔控制
5.3.1 精餾塔降階模型
5.3.2 控制算法的建立
5.3.3 精餾塔模型
5.3.4 狀態(tài)估計
5.3.5 控制器參數(shù)整定
5.3.6 結(jié)果分析
5.4 模擬五效蒸發(fā)器模型的非線性控制研究
5.4.1 MIMO GLC結(jié)構(gòu)簡介
5.4.2 五效蒸發(fā)器的MIMO GLC
5.4.3 蒸發(fā)模型的非線性控制
5.4.4 蒸發(fā)器模型的閉環(huán)仿真
5.4.5 結(jié)論
5.5 家畜建筑物溫濕度非線性控制
5.5.1 非線性控制基礎(chǔ)
5.5.2 家畜建筑物內(nèi)濕熱控制的數(shù)學(xué)模型
5.5.3 溫濕度調(diào)節(jié)非線性魯棒控制器設(shè)計
5.5.4 模擬研究
5.6 不可壓縮流體的非線性控制
5.6.1 二維Navier?Stokes方程空間分解
5.6.2 非線性模型降階
5.6.3 非線性控制
5.6.4 Burgers方程的非線性有限維控制
5.6.5 二維槽道非線性有限維控制
5.7 軸向壓縮系統(tǒng)喘振的非線性控制
5.7.1 喘振模型
5.7.2 基于模型的觀測器設(shè)計
5.7.3 輸入輸出反饋線性化輸入的推導(dǎo)
5.7.4 系統(tǒng)喘振控制器和觀測器驗證方法
5.7.5 閉環(huán)系統(tǒng)性能評價
5.7.6 結(jié)論
附錄 喘振模型方程
參考文獻(xiàn)