具体描述
《稳健控制理论导论》 本书旨在为读者提供一个坚实而全面的稳健控制理论基础，探讨如何在存在模型不确定性和外部扰动的情况下设计出性能可靠的控制系统。本书内容不包含以下图书： 《A Course in Robust Control Theory》 内容概述： 本书从基础的反馈控制概念出发，逐步深入到现代稳健控制的核心技术。我们首先回顾经典的稳定性判据，如奈奎斯特判据和根轨迹法，并在此基础上引出现代控制理论中的状态空间方法，包括可控性、可观性以及极点配置等基本概念。这些经典和现代的工具为理解稳健控制的挑战奠定了基础。 随着对系统理解的深入，本书将重点转向系统模型不确定性的量化和表示。我们将介绍描述不确定性的不同方法，包括参数不确定性、线性时变（LTV）系统中的不确定性，以及更具普遍性的结构化和非结构化不确定性。我们将详细阐述如何将这些不确定性表示为复变量或实变量的函数，并介绍范数（如$H_2$范数和$H_infty$范数）在度量不确定性大小和评估系统性能中的作用。 本书的核心内容之一是介绍基于性能指标的控制器设计。我们将深入探讨$H_infty$控制理论，这是稳健控制领域最重要和应用最广泛的理论之一。读者将学习如何将控制问题转化为求解特定的矩阵不等式（LMI）或黎卡提方程，从而获得最优的稳健控制器。我们将详细推导$H_infty$控制器的结构，并介绍实现这些控制器的算法和步骤。此外，书中还将涵盖$H_2$控制，分析其与$H_infty$控制的异同，以及在不同场景下的适用性。 除了$H_infty$和$H_2$控制，本书还将探讨其他重要的稳健控制技术。这包括$mu$-分析（$mu$-analysis），一种用于分析和设计针对结构化不确定性的控制系统的强大工具。我们将介绍$mu$-上界和$mu$-下界的计算方法，以及如何利用$mu$-综合（$mu$-synthesis）设计出满足特定稳健性要求的控制器。 为了使读者能够将理论知识应用于实际问题，本书还将包含大量的算例分析和仿真演示。我们将通过具体的工程应用案例，如飞行器姿态控制、机器人导航、化工过程控制等，展示稳健控制理论的应用。这些案例将涵盖不同类型的不确定性模型以及相应的控制器设计过程，帮助读者理解如何根据实际系统的特点选择合适的控制策略。 本书还将涉及一些进阶主题，为读者进一步深入研究提供指引。这可能包括模型约减技术，用于简化复杂系统模型以方便控制器设计；自适应控制，旨在动态调整控制器参数以应对变化的系统特性；以及预测控制，将未来的系统行为纳入控制器设计过程中，以实现更优的性能。 本书的另一个重要方面是控制器实现和工程实践的考虑。我们将讨论离散化技术，如何将连续时间的控制器转换为离散时间控制器，以适应数字控制器硬件。同时，我们还将探讨一些实际工程中会遇到的限制，如传感器噪声、执行器饱和以及计算资源的限制，并提出相应的处理方法。 总而言之，《稳健控制理论导论》旨在为有一定控制理论基础的工程师和研究人员提供一个系统性的学习路径，使其能够理解并掌握设计高性能、抗干扰能力强的现代控制系统的关键技术。本书理论与实践相结合，力求使读者不仅理解原理，更能应用于实际工程问题。
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