Singular Control Systems (Lecture Notes in Control and Information Sciences) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:L. Dai

出品人:

页数:334

译者:

出版时间:1989-04

价格:USD 64.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780387507248

丛书系列:

图书标签:

控制系统
奇异控制
最优控制
非线性系统
状态空间
Lyapunov稳定性
观测器
自适应控制
鲁棒控制
现代控制理论

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具体描述

This monograph is sums up the development of singular system theory and provides the control circle with a systematic theory of the system. It focuses on the analysis and synthesis of singular control systems. Its distinctive features include systematic discussion of controllabilities and observabilities, design of singular or normal observers and compensators with their structural stability, systems analysis via transfer matrix, and studies of discrete-time singular systems. Some acquaintance with linear algebra and linear systems is assumed. Prospective readers are graduate students, scientists, and other researchers in control theory and its applications. Much of the material in the book is new.

奇异控制系统：理论与应用《奇异控制系统：理论与应用》深入探讨了一类在工程和科学领域中扮演着至关重要角色的非线性系统。这类系统，由于其动力学中存在代数约束或奇异点，传统意义上的状态空间描述方法往往失效，因此需要一套全新的理论框架来理解和控制。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，涵盖奇异控制系统的基本概念、分析工具、设计方法及其在实际问题中的广泛应用。核心理论基础：本书首先从数学原理出发，为奇异控制系统的分析奠定坚实基础。我们将详细介绍奇异系统的定义，强调其与常规动力学系统的区别，并阐述代数约束对系统行为的根本性影响。这包括对多重率（index）等关键概念的深入剖析，理解其如何表征奇异性的程度和性质。此外，本书还会涉及与奇异系统紧密相关的微分代数方程（Differential Algebraic Equations, DAEs）的理论，这是描述和分析奇异控制系统的标准数学语言。读者将学习到如何利用DAEs的性质来推导系统的可控性、可观测性以及稳定性条件，这些都是设计有效控制器不可或缺的前提。系统分析与建模：在理论框架之外，本书将重点关注奇异控制系统的分析方法。这包括但不限于：状态空间重构与规范型：针对具有奇异性的系统，我们将探讨如何通过一系列的状态变换，将其转化为更易于分析的规范型，从而揭示系统的内在结构和可控性。可控性与可观测性分析：奇异系统的可控性与可观测性具有其独特性。本书将深入分析在代数约束下的可控性判据，以及如何设计观测器来估计系统的状态，即使部分状态直接不可测量。稳定性分析：奇异系统的稳定性分析比线性系统更为复杂。我们将介绍Lyapunov稳定性理论在奇异系统中的推广应用，以及其他分析方法，如特征值分析等，来评估系统的稳定性。控制器设计方法：理解了奇异系统的特性后，本书将重点介绍各类先进的控制器设计技术，以实现对这些复杂系统的有效控制。这些方法包括：状态反馈控制：探讨如何设计状态反馈控制器，即使在存在代数约束的情况下，也能实现期望的系统性能，如极点配置等。观测器设计：针对奇异系统，我们将介绍如何设计能够处理代数约束的观测器，用于估计不可测量的状态变量，从而支持状态反馈控制。模型预测控制（MPC）：鉴于奇异系统在实际应用中的普遍性，模型预测控制作为一种强大的预测性控制策略，将在本书中得到详细阐述。我们将探讨如何构建适用于奇异系统的MPC框架，处理约束和不确定性，实现鲁棒的控制性能。其他先进控制策略：根据具体应用场景，本书还将介绍诸如自适应控制、鲁棒控制以及最优控制等技术在奇异控制系统中的应用潜力。应用领域探讨：《奇异控制系统：理论与应用》的价值不仅在于理论深度，更在于其在多个重要工程领域的广泛适用性。本书将通过具体的案例研究，展示奇异控制系统在以下方面的实际应用：机器人学：机器人手臂的运动控制，特别是那些具有冗余自由度和复杂关节约束的机器人，其动力学模型往往是奇异的。航空航天：飞行器的姿态和轨道控制，尤其是在复杂的气动环境或发动机工作受限的情况下。电力系统：电力系统中的潮流控制和暂态稳定性分析，许多电力网络模型中都存在隐式的代数约束。化学过程控制：化学反应器的动力学模型，尤其是在考虑物质守恒等代数约束时。多体系统：机械系统中的复杂耦合运动，如车辆悬挂系统、船舶动力学等。学习目标：通过阅读本书，读者将能够：深刻理解奇异控制系统的基本概念和数学模型。掌握分析奇异系统可控性、可观测性和稳定性的方法。熟练应用各种先进的控制器设计技术，实现对奇异系统的有效控制。了解奇异控制系统在机器人学、航空航天、电力系统等领域的实际应用。具备解决复杂工程问题中遇到的奇异控制系统的能力。本书适合于自动化、控制科学、机械工程、电气工程等领域的学生、研究人员和工程师。对于那些希望深入理解和解决实际工程挑战的专业人士来说，本书将是一份宝贵的参考资料。

作者简介

目录信息

Solutions of linear singular systems.
- Time domain analysis
- Feedback control
- State observation
- Dynamic compensation for singular systems
- Structurally stable compensation in singular systems
- System analysis via transfer matrix
- to discrete-time singular systems
- Optimal control
- Some further topics.
· · · · · · (收起)