非線性系統與控制 II: 控制設計 | 誠品線上

非線性系統與控制 II: 控制設計

內容簡介

內容簡介 本書提供初學非線性系統的讀者一個友善的閱讀平台，透過觀念的講解，圖形化的解說，理工的應用實例，讓非線性系統與控制的教學或是自學都變得容易。對於非線性系統，我們必須先去分析並了解它，然後再去談論如何操控它。依此理念，本書分成Part I和Part II二部，Part I包含五個單元講授非線性系統的分析部分，Part II包含七個單元講授非線性系統的控制部分。在本書的Part I中，我們已經從各個不同角度分析了非線性系統的特性與行為特徵。在經過非線性系統的分析後，如果我們發現非線性系統的行為是不穩定或不符合設計需求，這時適當的外力(控制力)必須介入非線性系統以改變其行為。非線性控制的目的即在於決定甚麼才是適當的外力，可使得非線性系統能表現出所期望的行為，這正是本書Part II所要討論的內容。本書的Part II介紹了控制非線性系統的各種不同方法，分析其適用時機，並討論其優缺點。Part II內容的難易度定位在大四或研究所一年級的自動控制課程，可做為「非線性控制」的授課講義，以及「強健控制」、「適應性控制」、「最佳控制」課程的參考用書。本書適用於以非線性系統為控制對象的課程以及進行相關領域研究的讀者。在另一方面，對於各種控制理論有興趣的讀者，本書則提供了一個整合的平台，方便於各種方法的查閱與比較。本書Part II包含七個單元，每一個單元分別介紹一種非線性控制的方法，內容長度適合於一個學期2或3學分的課程來講授。本書Part II包含有五大特色：‧全面性閱讀：讓讀者一次讀懂各種非線性控制理論。‧變與不變的對比：詳細介紹「以不變應萬變」的強健控制與「以動制動」的適應性控制。‧使用時機的判斷：剖析不同非線性控制方法的優缺點，讓讀者明瞭甚麼時候該用甚麼控制方法。‧最新研究的掌握：文獻導讀提供讀者各個非線性控制領域的研究現況及進一步的閱讀資訊。‧總結與複習：最後一章以混沌控制整合非線性系統的分析、控制與應用，幫讀者複習整理本書所介紹過的各種控制方法。

作者介紹

作者介紹 ■作者簡介楊憲東國立成功大學航空太空研究所教授。專長及研究領域：複數力學、量子力學、量子控制、非線性系統與控制、強健控制、太空物理、精密機械控制。

產品目錄

產品目錄 導讀Chapter 6回授線性化（Feedback Linearization）6.1 輸入－狀態（Input-State）回授線性化6.2 輸入－輸出（Input-Output）回授線性化6.3 內部動態（Internal Dynamics）與零動態（Zero Dynamics）6.4 數學工具6.5 回授線性化座標轉換6.6 回授線性化定理6.7 輸入－輸出回授線性化6.8 外部與內部動態的分離6.9 內部動態與零動態的穩定性關係6.10 多輸入多輸出系統的回授線性化6.11 實例探討：盪鞦韆6.12 學習評量參考文獻Chapter 7逆向步進控制（Backstepping Control）7.1 回授線性化的隱藏缺陷7.2 逆向步進控制的層狀架構7.3 多層次的逆向步進控制7.4 一般形式的逆向步進控制7.5 具有強健性的逆向步進控制7.6 學習評量參考文獻Chapter 8滑動模式控制（Sliding Mode Control）8.1 滑動控制的基本精神8.2 滑動面的功能8.3 滑動控制的角色8.3.1 滑動面存在的條件8.3.2 設計滑動控制器8.3.3 有限時間到達8.3.4 滑動控制的缺點8.4 滑動控制的強健功能8.4.1 非結構化不確定性的強健穩定8.4.2 不連續切換控制的平滑化8.4.3 結構化不確定性的強健穩定8.5 滑動控制在馬達控制上的應用8.6 學習評量參考文獻Chapter 9適應性控制（Adaptive Control）9.1 三種類型的適應性控制9.2 自動調整型 PID 控制器9.2.1 特性法9.2.2 解析法9.2.3 最佳化法9.3 增益排程（Gain-Scheduling）控制9.4 自我調整適應性控制9.4.1 隨環境變化自動調整的控制器9.4.2 數位化與 z－轉換9.4.3 受控體模式的參數估測9.4.4 能設置極點的自我調變控制器9.5 參考模式適應性控制（Model-Reference Adaptive Control）9.6 一階系統的 MRAC 適應性控制9.6.1 適應性調節控制（Adaptive Regulation）9.6.2 適應性追蹤（Adaptive Tracking）9.6.3 擴展到非線性系統9.7 高階系統的 MRAC 適應性控制9.7.1 高階線性系統9.7.2 高階非線性系統9.8 輸出回授 MRAC 適應性控制9.9 非線性系統的適應性控制：回顧與展望9.10 學習評量參考文獻Chapter 10非線性 H∞ 強健控制（Nonlinear H∞ Control）10.1 度量向量與矩陣的長度大小10.2 函數空間10.2.1 L2 與 L_ 函數空間10.2.2 H2 與 H_ 函數空間10.2.3 有限時間近似的 Lp 空間函數10.2.4 非線性系統的 Lp 穩定性10.3 非線性系統的 L2 -Gain10.4 耗散系統與被動系統10.4.1 能量耗散系統10.4.2 被動系統10.4.3 被動性與 L2 -Gain 穩定性10.5 線性系統的 L2 -Gain：H∞-Norm10.5.1 H∞ -Norm 的時域表示式10.5.2 H∞-Norm 的頻域表示式10.5.3 線性 H∞ 控制器的設計與求解10.6 非線性狀態回授 H∞ 控制10.7 人造衛星姿態控制的應用10.8 歸航飛彈（Home Missile）的非線性 H∞導引律10.8.1 運動方程式的建立10.8.2 Hamilton-Jacobi PDE 不等式10.8.3 非線性 H∞ 導引律的分析10.9 無人自走車的非線性 H∞ 控制10.10 學習評量參考文獻Chapter 11非線性最佳控制（Nonlinear Optimal Control） 11.1 變分原理11.2 古典力學的最佳化詮釋11.2.1 以變分推導 Lagrange 力學11.2.2 以變分推導 Newton 力學11.2.3 以變分推導 Hamilton 力學11.3 以變分原理求解非線性最佳控制11.4 最佳線性二次（LQ）控制的變分求解11.5 以動態規劃求解非線性最佳控制11.6 以動態規劃法推導經典力學原理11.7 隨機過程與隨機微分方程式11.8 非線性隨機系統的最佳化控制11.9 最佳隨機控制的例題：量子力學11.10 量子運動的最佳軌跡11.11 學習評量參考文獻Chapter 12混沌控制（Chaotic Control）12.1 混沌軌跡的分析方法12.2 回授線性化混沌控制12.3 滑動模式（Sliding Mode）混沌控制12.4 逆向步進（Backstepping）混沌同步控制12.5 適應性（Adaptive）混沌同步控制12.6 滑動模式混沌同步控制12.7 混沌同步於通訊加密的應用12.8 量子混沌控制12.9 牛頓力學與量子力學的整合平台：複數力學12.9.1 複數力學的哲學思想12.9.2 複數力學解決因果論與機率論之間的爭議12.9.3 複數力學建立古典力學與量子力學間之橋樑12.9.4 複數力學的具體實驗證據：波粒雙重性12.10 簡諧振子的量子混沌現象12.11 量子混沌同步化控制12.12 學習評量參考文獻

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