时滞系统的鲁棒控制和稳定性分析 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

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页数:336

译者:

出版时间:2010-1

价格:78.00元

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isbn号码:9787030260055

丛书系列:

图书标签:

时滞系统
鲁棒控制
稳定性分析
控制理论
系统工程
自动控制
数学模型
优化算法
工程应用
现代控制

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具体描述

《时滞系统的鲁棒控制和稳定性分析(英文版)》内容简介：Stability Analysis and Robust Control of Time-Delay Systems focuses on essential aspects of this field, including the stability analysis,stabilization, control design, and filtering of various time-delay systems:Primarily based on the most recent research, this monograph presents all the above areas using a free-weighting matrix approach first developed by the authors. The effectiveness of this method and its advantages over other existing ones are proven theoretically and illustrated by means of various examples. The book will give readers an overview of the latest advances in this active research area and equip them with a pioneering method for studying time-delay systems.It will be of significant interest to researchers and practitioners engaged in automatic control engineering.

《时滞系统的鲁棒控制与稳定性分析》引言在众多复杂的动态系统中，时滞现象扮演着至关重要的角色。从生物系统的生长发育，到通信网络的信号传输，再到工业生产过程中的化学反应和机械设备的运动，延迟无处不在。这些延迟不仅显著影响系统的动态特性，更可能导致系统的不稳定、性能下降，甚至发生灾难性的后果。因此，对时滞系统的深入理解和有效控制，一直是控制理论和工程领域的核心挑战之一。《时滞系统的鲁棒控制与稳定性分析》一书，便是在这一背景下应运而生。本书旨在为读者提供一个全面而深入的理论框架，以应对时滞系统带来的挑战。我们不局限于对时滞现象的单一描述，而是着重于如何在这种普遍存在的约束下，设计出既能保证系统稳定，又能抵抗外部干扰和模型不确定性的鲁棒控制策略。内容概述本书内容涵盖了时滞系统稳定性分析和鲁棒控制设计的各个重要方面。我们从时滞系统的基本概念入手，逐步深入到各种先进的理论工具和分析方法。时滞系统的基础理论：时滞系统的定义与分类：本章详细介绍了不同类型时滞系统的数学模型，包括常数时滞、比例时滞、分布时滞等，并探讨了不同时滞结构对系统行为的影响。稳定性判据：传统稳定性判据在时滞系统中往往失效。本书系统性地介绍了针对时滞系统的各类稳定性判据，例如Lyapunov-Krasovskii函数法、线性矩阵不等式（LMI）方法、时域与频域分析相结合的方法，以及针对特定时滞结构（如时变时滞）的稳定性分析技术。读者将学习如何有效地判定一个时滞系统是否稳定，以及其稳定性的边界条件。鲁棒控制理论在时滞系统中的应用：不确定性描述：真实世界的系统模型总存在不确定性。本书深入探讨了在时滞系统中描述模型不确定性的常用方法，包括参数不确定性、结构不确定性以及范数界不确定性等。鲁棒稳定性分析：在存在不确定性的情况下，如何保证系统的稳定性？本书将介绍一系列鲁棒稳定性分析技术，例如针对有界不确定性时滞系统的鲁棒Lyapunov稳定性条件，以及基于LMI的鲁棒稳定性条件推导。鲁棒控制器设计：鲁棒控制的目标是设计出能够使系统在存在不确定性的情况下依然保持稳定和良好性能的控制器。本书将详细介绍针对时滞系统的鲁棒控制器设计方法，包括鲁棒PID控制、鲁棒状态反馈控制、鲁棒观测器设计、以及基于H∞、H2和L1范数的鲁棒控制策略。特别地，本书将重点探讨如何将这些鲁棒控制方法有效地应用于具有不同时滞特性的系统。先进的时滞系统控制技术：预测控制：鉴于时滞系统的特性，预测控制成为一种十分有效的控制手段。本书将介绍模型预测控制（MPC）在时滞系统中的应用，包括如何建立包含时滞的预测模型，设计优化问题，以及求解算法。自适应控制：当系统参数随时间变化或不确定性较大时，自适应控制能够提供解决方案。本书将探讨自适应控制技术在时滞系统中的应用，例如基于参数估计的自适应控制器设计。滑模控制：滑模控制以其对不确定性和外部扰动的鲁棒性而闻名。本书将研究滑模控制在克服时滞系统不稳定性和鲁棒性要求方面的优势和具体设计方法。分布式时滞系统与网络化控制系统：随着现代工程系统的复杂化，分布式时滞系统和网络化控制系统（NCS）变得越来越普遍。本书将分析这些特殊时滞系统的特性，并探讨相应的鲁棒控制策略。应用案例与仿真分析：为了更好地说明理论方法的有效性，本书将穿插一系列典型的时滞系统应用案例，例如：通信网络延迟：分析数据包传输延迟对网络性能和系统稳定性的影响，并设计鲁棒的拥塞控制策略。生物医学系统：研究药物动力学、内分泌反馈系统等模型中的时滞，并设计鲁棒的治疗方案。过程控制：探讨化工、冶金等领域生产过程中因物料输运、反应速度等产生的时滞，并设计鲁棒的生产过程控制系统。机器人与自动化：分析机器人操作中的感知、执行时滞，以及多机器人协同中的通信延迟，并设计鲁棒的运动控制和协调策略。每个案例都将结合仿真实验，直观地展示理论分析结果和控制策略的有效性。本书特色理论与实践结合：本书在夯实理论基础的同时，注重与实际工程问题的结合，提供丰富的应用案例和仿真分析，帮助读者理解理论的实际意义。方法论全面：涵盖了目前时滞系统稳定性和鲁棒控制领域的主流理论和方法，为读者提供了一个全面的知识体系。数学工具清晰：在介绍复杂理论的同时，力求数学推导清晰严谨，便于读者理解。面向广阔读者群体：本书适合高等院校自动化、控制科学与工程、电气工程、机械工程、航空航天等相关专业的研究生、博士生，以及从事系统建模、控制设计和稳定性分析的科研人员和工程师。结语理解和控制时滞系统是现代工程技术面临的关键挑战之一。《时滞系统的鲁棒控制与稳定性分析》一书，将为读者提供应对这一挑战的有力工具和深刻洞察。通过对本书的学习，读者将能够更好地分析和理解具有时滞的复杂系统，并设计出在不确定性和干扰下依然能够稳定运行的鲁棒控制系统，从而推动相关领域的科技进步。