魯棒H∞控制理論與應用（簡體書）

《魯棒H∞控制理論與應用》著重討論了被控系統的穩定性和魯棒性問題。介紹了魯棒H∞控制的基本原理，研究了不確定系統、隨機系統、混沌系統的魯棒H∞控制及魯棒非脆弱H∞控制問題，給出了系統的穩定性條件及求解控制器的線性矩陣不等式設計方法；針對TCP動態網絡系統，研究了狀態反饋、輸出反饋、非線性控制器的設計方法，解決了網絡系統的隊列長度問題。本書提出了若干新的理論和方法，為魯棒H∞控制理論和應用的發展提供了途徑。 《魯棒H∞控制理論與應用》主要供從事魯棒控制研究的科研人員參考．也可作為高等學校相關專業研究生的參考書。．

孫平，女，博士，沈陽工業大學副教授，碩士生導師。2006年畢業于東北大學導航、制導與控制專業，同年到沈陽工業大學工作至今。主要研究方向為魯棒控制、魯棒濾波。2008年主持遼寧省博士啟動基金項目1項，遼寧省教育廳基金項目1項，參與國家自然科學基金和省市多項課題的研究。在國際期刊《Journal of Dvnamlcs of conllnuous，Dlscrete and Impulsive Systems》、《控制理論與應用》、《控制與決策》、《系統工程學報》等重要期刊及國際學術會議上發表論文20余篇，2007年被評為沈陽工業大學青年學術骨干教師。

《魯棒H∞控制理論與應用》主要供從事魯棒控制研究的科研人員參考，也可作為高等學校相關專業研究生的參考書。

第1章緒論
1.1不確定系統魯棒H∞控制的發展概況
1.2不確定系統魯棒H～控制的研究概況
1.3不確定系統魯棒H∞控制的數學基礎
1.4本書的主要工作
參考文獻
第2章不確定系統的魯棒日∞控制
2.1系統描述
2.2魯棒H∞控制性能分析及控制器的設計
2.3基于觀測器的魯棒H∞控制器的設計
2.4時延不確定系統魯棒H∞控制器的設計
2.5數值算例
2.6本章小結
參考文獻
第3章不確定系統的魯棒非脆弱H∞控制
3.1不確定系統的描述
3.2狀態反饋魯棒非脆弱H∞控制器的設計
3.3動態輸出反饋魯棒非脆弱H∞控制器的設
3.4數值算例
3.5本章小結
參考文獻
第4章隨機不確定系統的魯棒非脆弱H∞控制
4.1隨機不確定系統的描述
4.2魯棒非脆弱H∞控制器的設計
4.3數值算例
4.4本章小結
參考文獻
第5章多時滯混沌系統的魯棒非脆弱H∞容錯同步控制
5.1問題描述
5.2魯棒非脆弱H∞控制器的設計
5.3魯棒非脆弱H∞容錯控制器的設計
5.4仿真算例
5.5本章小結
參考文獻
第6章時延網絡系統的狀態反饋魯棒H∞控制
6.1AQM的研究現狀
6.2TCP網絡系統模型
6.3魯棒H∞控制器的設計和性能分析
6.4仿真算例
6.5本章小結
參考文獻
第7章時延網絡系統的動態輸出反饋魯棒H∞控制
7.1網絡系統模型
7.2魯棒H∞控制器的設計和性能分析
7.3仿真算例？
7.4本章小結
參考文獻
第8章非線性TCP動態網絡系統的魯棒H∞控制
8.1非線性TCP網絡系統模型的建立
8.2非線性系統魯棒H∞控制器的設計
8.3延時網絡系統模型的建立
8.4非線性延時系統魯棒H∞控制器的設計
8.5仿真算例
8.6本章小結
參考文獻
第9章非線性TCP動態網絡系統的自適應魯棒H。控制
9.1TCP動態網絡模型的建立
9.2非線性自適應魯棒H∞控制器的設計
9.3仿真算例
9.4本章小結
參考文獻
結論和建議

在過去的20年里，H∞控制理論和應用取得了令人矚目的成果，特別是魯棒H∞控制器的設計，它可以保證存在有界的參數不確定性或未建模動態時，閉環系統仍能穩定并滿足一定的H∞性能指標。然而魯棒控制器的實現效果還依賴于控制器的精確實現，在實際系統的運行中，控制器的實現由于字長限制、轉換精度、數值運算中截斷誤差等原因，經常會出現參數攝動的情況。Keel和Bhattacharyya在文獻[3]中指出，現有的魯棒控制有H∞，H2，l1等綜合方法，這些設計方法對控制器參數的微小改變是很敏感的，Keel和Bhattacharyya將其稱為脆弱控制器。脆弱控制器都是僅考慮系統參數的不確定性，沒有考慮控制器增益的不確定性。而控制器的參數經常存在攝動情況，因此所設計的控制器參數必須能夠承受某種程度的變化，傳統的控制方法表現出高度的脆弱性，如果設計系統時，不考慮控制器攝動，將會導致系統的性能指標變差，甚至不穩定，這就要求所設計的控制器應有足夠的調節能力以滿足不同性能的要求，即所設計的控制器應具有一定的非脆弱性。因此必須同時考慮被控對象和控制器的不確定性，設計出具有魯棒性和非脆弱性的控制器才能保證系統穩定地高性能運行。Yan9等對線性連續系統利用Riccati不等式方法設計了非脆弱H∞控制器；文獻[6]利用LMI方法討論了不確定離散時滯系統狀態反饋的魯棒非脆弱H∞控制問題；靜態輸出反饋非脆弱H∞控制問題在文獻[7]中進行了研究；文獻[8]基于輔助系統研究了一類不確定系統的魯棒H∞濾波問題，利用輔助系統簡化了濾波器的設計過程，通過矩陣變換方法將主要結果轉化成了線性矩陣不等式形式，可以方便求解濾波器；文獻研究了不確定系統的魯棒H∞濾波問題，所設計的濾波器不僅能使系統達到漸近穩定，且能滿足指定的H∞性能指標。
然而對于動態輸出反饋的不確定系統魯棒非脆弱H∞控制器的相關研究結果不多，在許多實際問題中，系統的狀態往往不能直接測量；有時即使系統的狀態可直接測量，但考慮到實施控制的成本，如果能用系統的輸出反饋達到閉環系統的性能要求，則輸出反饋是一種更合適的控制方式。因此，輸出反饋非脆弱H∞控制問題的研究更具有實際意義。鑒于此，本章研究了狀態反饋和動態輸出反饋控制器參數具有增益變化的一類不確定系統的魯棒H∞控制問題，非脆弱控制器考慮了具有加性和乘性兩種形式控制器的增益變化，所設計的控制器不僅使閉環增廣系統二次穩定，并且滿足了H∞性能約束條件。