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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 反演控制设计方法1

1.2.1 反演控制设计方法的特点1

1.2.2 RCLF的反演构造2

1.2.3 反演中ISS－CLF的构造3

1.2.4 自适应反演4

1.2.5 神经网络自适应反演5

1.2.6 逆优控制方法6

1.2.7 块控标准型反演设计法6

1.2.8 反演技术在飞行器控制中的应用6

1.3 控制方向未知的不确定非线性系统的控制7

1.4 非仿射型不确定非线性系统的控制8

1.4.1 速率梯度设计法8

1.4.2 反馈无源设计8

1.4.3 微分几何方法9

1.4.4 其他方法9

第2章 一类不确定非线性系统的鲁棒反演控制10

2.1 引言10

2.2 一类含非匹配不确定性大系统的分散鲁棒控制10

2.2.1 不确定大系统的描述10

2.2.2 分散控制器设计及稳定性分析11

2.2.3 仿真算例13

2.3 一类具有非匹配不确定性块系统的分散反演鲁棒控制15

2.3.1 不确定性块系统的描述15

2.3.2 变结构鲁棒反演控制器设计16

2.3.3 仿真算例19

2.4 基于多层前向神经网络的反演块控制器设计21

2.4.1 问题描述21

2.4.2 神经网络函数逼近21

2.4.3 控制器设计22

2.4.4 仿真结果25

2.5 严格反馈型非线性大系统的分散反演控制26

2.5.1 严格反馈型非线性大系统的描述26

2.5.2 分散变结构控制器设计27

2.5.3 仿真算例29

2.6 本章小结31

第3章 一类不确定仿射非线性系统的多面滑模控制32

3.1 引言32

3.2 单输入单输出非线性系统的多面滑模控制32

3.2.1 一类单输入单输出非线性系统的模型描述32

3.2.2 基于模糊CMAC神经网络的反演变结构控制33

3.2.3 一类单输入单输出非线性系统的仿真实例36

3.2.4 结论38

3.3 多输入多输出非线性系统的多面滑模控制38

3.3.1 引言38

3.3.2 一类多输入多输出非线性系统的模型描述38

3.3.3 基于模糊CMAC神经网络的反演变结构控制39

3.3.4 一类多输入多输出非线性系统的仿真实例42

3.4 本章小结44

第4章 具有广义不确定性非线性系统的鲁棒反演设计45

4.1 引言45

4.2 一类非线性系统的鲁棒自适应设计方法45

4.2.1 系统描述45

4.2.2 鲁棒自适应控制器设计及稳定性分析46

4.2.3 机器人仿真算例50

4.3 含有输入未建模动态和不确定性的非线性系统鲁棒自适应控制器设计52

4.3.1 引言52

4.3.2 问题描述53

4.3.3 控制系统设计与稳定性分析53

4.3.4 仿真分析58

4.3.5 结论60

4.4 严格块反馈型非线性系统的鲁棒自适应控制60

4.4.1 严格块反馈型非线性系统描述60

4.4.2 鲁棒自适应控制器设计及稳定性分析61

4.5 本章小结66

第5章 具有广义不确定性非线性系统的神经网络鲁棒反演控制67

5.1 引言67

5.2 全调节RBF神经网络67

5.3 一类非线性系统自适应神经网络块控制器设计69

5.3.1 引言69

5.3.2 问题的描述70

5.3.3 控制器设计与稳定性分析70

5.3.4 仿真研究82

5.3.5 结论83

5.4 利用系统结构特性的神经网络鲁棒反演设计83

5.4.1 基于神经网络的鲁棒反演控制器设计与稳定性分析83

5.4.2 仿真算例88

5.5 不利用系统结构特性的神经网络鲁棒反演设计90

5.5.1 严格反馈型块非线性系统描述90

5.5.2 控制矩阵未知时神经网络鲁棒反演控制器设计及稳定性分析90

5.6 本章小结97

第6章 未知控制方向的严反馈非线性系统鲁棒自适应控制98

6.1 引言98

6.2 一类未知控制方向的严反馈非线性系统描述98

6.3 自适应控制设计99

6.4 仿真算例105

6.5 本章小结106

第7章 非仿射型块控系统鲁棒自适应控制107

7.1 引言107

7.2 单输入单输出非仿射型非线性系统的神经网络控制108

7.2.1 单输入单输出非仿射型非线性系统的模型描述108

7.2.2 自适应控制器设计108

7.2.3 单输入单输出非仿射型非线性系统的仿真实例110

7.3 非仿射型多输入多输出非线性系统的神经网络自适应控制112

7.3.1 引言112

7.3.2 非仿射型多输入多输出非线性系统的模型描述112

7.3.3 NN自适应跟踪控制器设计113

7.3.4 非仿射型多输入多输出非线性系统的仿真实例117

7.4 非仿射型块控系统定义119

7.5 SISO非仿射型非线性系统的控制器设计119

7.5.1 问题描述119

7.5.2 控制系统设计与稳定性分析119

7.5.3 二阶SISO非线性系统仿真算例126

7.6 多输入多输出非仿射型块控系统128

7.6.1 问题描述128

7.6.2 控制系统设计与稳定性分析128

7.6.3 导弹块对角控制系统鲁棒自适应设计135

7.7 多输入多输出非仿射型块控系统动态反演控制139

7.7.1 问题描述139

7.7.2 控制系统设计与稳定性分析139

7.7.3 仿真算例147

7.8 本章小结148

第8章 未知控制方向的非仿射型非线性系统鲁棒自适应控制149

8.1 引言149

8.2 系统描述149

8.3 自适应控制设计149

8.4 仿真算法举例155

8.5 本章小结157

第9章 控制系统反演设计及仿真研究158

9.1 导弹控制系统反演设计方法及仿真158

9.1.1 导弹控制系统描述158

9.1.2 控制系统设计与稳定性分析159

9.1.3 导弹控制系统数学仿真结果160

9.2 BTT导弹的大系统变结构控制方法164

9.2.1 BTT导弹的大系统描述164

9.2.2 导弹的分散控制器设计165

9.2.3 BTT导弹控制系统的仿真167

9.2.4 变轨机动时的六自由度仿真结果168

9.3 导弹鲁棒反演控制器设计及仿真175

9.3.1 控制器设计175

9.3.2 仿真研究175

9.4 基于神经网络的导弹鲁棒反演控制器设计及仿真178

9.4.1 基于神经网络的导弹鲁棒反演控制器设计178

9.4.2 导弹控制系统仿真研究178

9.5 基于全RBF调节神经网络的感应电机的块控自适应反步控制182

9.5.1 引言182

9.5.2 感应电机的数学模型182

9.5.3 控制系统设计与稳定性分析183

9.5.4 仿真分析186

9.6 本章小结188

附录A 理论基础189

A.1 稳定性理论189

A.2 Backstepping理论基础191

A.2.1 例子191

A.2.2 反演设计方法193

A.3 神经网络195

A.3.1 MLP195

A.3.2 径向基函数神经网络196

A.3.3 RBF神经网络的非线性逼近能力198

A.4 非线性跟踪－微分器199

A.4.1 非线性跟踪－微分器的一般形式及基本性质199

A.4.2 几种具体的非线性跟踪－微分器201

参考文献204