本文檔的主要內(nèi)容詳細(xì)介紹的是何長(zhǎng)安非線性系統(tǒng)控制理論的PDF電子書(shū)免費(fèi)下載。

　　眾所周知，實(shí)際上諸多的控制系統(tǒng)都是非線性系統(tǒng) 特別是機(jī)器人控制系統(tǒng) 飛行控制系統(tǒng) 直升機(jī)飛控系統(tǒng)等 人們對(duì)非線性控制系統(tǒng)的研究也已經(jīng)有近百年歷史了 可以說(shuō)從控制理論誕生之日起就開(kāi)展了非線性系統(tǒng)的研究 由于非線性控制系統(tǒng)可能具有比線性系統(tǒng)豐富和復(fù)雜得多的特性 且除去一些特殊情況外 大多數(shù)非線性系統(tǒng)所建立的數(shù)學(xué)方程都無(wú)法得到它的閉合解或解析解 因而在一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)不是致力于去尋找它直接的解析解 而是研究系統(tǒng)的一些定性的性質(zhì) 例如對(duì)穩(wěn)定性的研究就取得了很大的成績(jī) 其中值得一提的是李亞普諾夫方法 并且適合于分析低階系統(tǒng)的相平面法 描述函數(shù)法等也得到了發(fā)展 但是綜合起來(lái)看所解決的問(wèn)題是有限的 有許多重大的 根本性的問(wèn)題尚沒(méi)有解決 有些只是一個(gè)開(kāi)端 有些還是空白 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工程技術(shù)及其他各領(lǐng)域的需要 近 20 年來(lái) 非線性控制系統(tǒng)理論有了突破性進(jìn)展 微分幾何方法在非線性控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用 從而形成了控制系統(tǒng)理論中一個(gè)嶄新的分支 羅馬大學(xué)教授 A.Isidori 在 1985 年指出正如 50 年代拉氏變換 復(fù)變函數(shù)理論用于線性單輸入單輸出系統(tǒng) 60 年代狀態(tài)空間描述和線性代數(shù)理論用于多變量線性系統(tǒng)那樣 用微分幾何方法研究非線性控制系統(tǒng)取得了并將進(jìn)一步取得突破與成功 幾乎同時(shí)錢學(xué)森教授也曾指出 微分幾何方法對(duì)研究非線性系統(tǒng)是很有前途的 到目前為止 這一理論不僅已經(jīng)初步形成了自己的理論體系 而且在機(jī)器人控制系統(tǒng) 直升機(jī)飛控系統(tǒng) 化學(xué)反應(yīng)器控制系統(tǒng) 電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)安全性控制以及生物醫(yī)學(xué)方面得到了成功的應(yīng)用 本課程的目的是要把這個(gè)理論介紹給大家 起一個(gè)引導(dǎo)和橋梁的作用 由于微分幾何這一數(shù)學(xué)分支對(duì)于工程類的學(xué)生來(lái)說(shuō)是不大熟悉的 特別是有關(guān)的一些概念 如拓?fù)淇臻g 微分流形 映射 切空間 向量場(chǎng) 微分同坯 李導(dǎo)數(shù) 李代數(shù) 分布與對(duì)偶分布 對(duì)合性 閉包 Frobenius 定理等 比較抽象 較難學(xué)懂 但不掌握這些概念就會(huì)妨礙對(duì)非線性控制理論的透徹理解 也就很難將理論用于實(shí)際 而對(duì)理科類學(xué)生來(lái)說(shuō) 雖然有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 這些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)也已掌握 但對(duì)控制系統(tǒng)的工程實(shí)際又了解太少 因而也很難將這一理論真正用于實(shí)際的工程系統(tǒng) 本課程的目的就是建立起一座聯(lián)結(jié)彼岸與此岸的橋梁 使學(xué)習(xí)本課程的理 工兩類學(xué)生均有收益