過程裝備測控技術：線性與非線性控制理論及應用

1 狀態(tài)空間分析法
1.1 線性系統的狀態(tài)空間表示
1.1.1 狀態(tài)空間的基本概念
1.1.2 線性系統的狀態(tài)空間表達式
1.1.3 狀態(tài)空間表達式的建立
1.2 線性系統的狀態(tài)解
1.2.1 線性定常連續(xù)系統齊次方程的解
1.2.2 線性定常連續(xù)系統的狀態(tài)轉移矩陣
1.2.3 線性定常連續(xù)系統非齊次狀態(tài)方程的解
1.3 系統的能控性和能觀性
1.3.1 線性連續(xù)系統的能控性
1.3.2 線性連續(xù)系統的能觀性
1.3.3 能控及能觀標準型
1.4 線性系統狀態(tài)空間的結構分解
1.4.1 按能控性分解
1.4.2 按能觀性分解
1.5 傳遞函數的狀態(tài)空間實現
1.6 線性系統的穩(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設計
1.7.1 兩類反饋結構對系統能控性、能觀性的影響
1.7.2 兩類反饋系統的極點配置
1.7.3 狀態(tài)觀測器
1.7.4 帶狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋系統設計
參考文獻
2 過程系統的非線性控制
2.1 非線性系統的能控性與能觀性
2.1.1 能控性
2.1.2 能觀性
2.2 非線性系統的局部能控性能觀性分解
2.2.1 非線性系統能控性分解
2.2.2 非線性系統的能觀性分解
2.3 基于坐標變換的非線性系統部分線性化
2.4 非線性系統狀態(tài)反饋的精確線性化
2.5 非線性系統的全維狀態(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
3 自適應控制
3.1 線性自適應控制系統
3.1.1 參數最優(yōu)化設計方法
3.1.2 Lyapunov穩(wěn)定性設計方法
3.2 非線性自適應控制
3.2.1 自適應定值控制
3.2.2 自適應隨動控制
參考文獻
4 線性與非線性魯棒控制
4.1 魯棒控制的數學基礎
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 常用時域函數空間及其范數
4.1.6 常用頻域函數空間及其范數
4.1.7 系統及其范數
4.2 系統不確定性描述與H∞控制標準問題
4.2.1 系統的不確定性描述
4.2.2 互質分解
4.2.3 線性分式變換
4.2.4 系統的穩(wěn)定性及控制器的參數化設計
4.2.5 H∞控制的標準化
4.2.6 H∞標準化控制問題的穩(wěn)定分析
4.2.7 廣義被控過程的可穩(wěn)定性
4.2.8 H∞標準問題與模型匹配問題
4.3 標準H∞控制問題的Riccati方程解法
4.3.1 Riccati方程與H∞范數
4.3.2 Lyapunov方程及Riccati不等式
4.3.3 有理函數矩陣的內外分解
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 耗散系統與能量存儲函數
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
5 控制理論應用實例
5.1 微細通道相變傳熱系統狀態(tài)反饋精確線性化控制
5.1.1 微槽中流動汽泡的動力學模型
5.1.2 動力模型的Lie代數結構
5.1.3 狀態(tài)反饋精確線性化控制的構建
5.2 基于狀態(tài)觀測器的連續(xù)攪拌反應釜非線性溫度控制
5.2.1 數學模型的建立
5.2.2 降階觀察器
5.2.3 輸入?輸出反饋線性控制器的設計
5.2.4 輸出反饋反推控制器設計
5.2.5 仿真
5.2.6 結論
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 控制器參數整定
5.3.6 結果分析
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結構簡介
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
5.5.2 家畜建筑物內濕熱控制的數學模型
5.5.3 溫濕度調節(jié)非線性魯棒控制器設計
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計
5.7.3 輸入輸出反饋線性化輸入的推導
5.7.4 系統喘振控制器和觀測器驗證方法
5.7.5 閉環(huán)系統性能評價
5.7.6 結論
附錄 喘振模型方程
參考文獻