何长安非线性系统控制理论的PDF电子书免费下载

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　　众所周知，实际上诸多的控制系统都是非线性系统 特别是机器人控制系统 飞行控制系统 直升机飞控系统等 人们对非线性控制系统的研究也已经有近百年历史了 可以说从控制理论诞生之日起就开展了非线性系统的研究 由于非线性控制系统可能具有比线性系统丰富和复杂得多的特性 且除去一些特殊情况外 大多数非线性系统所建立的数学方程都无法得到它的闭合解或解析解 因而在一个很长的时期内不是致力于去寻找它直接的解析解 而是研究系统的一些定性的性质 例如对稳定性的研究就取得了很大的成绩 其中值得一提的是李亚普诺夫方法 并且适合于分析低阶系统的相平面法 描述函数法等也得到了发展 但是综合起来看所解决的问题是有限的 有许多重大的 根本性的问题尚没有解决 有些只是一个开端 有些还是空白 远远不能满足工程技术及其他各领域的需要 近 20 年来 非线性控制系统理论有了突破性进展 微分几何方法在非线性控制系统中得到了广泛的应用 从而形成了控制系统理论中一个崭新的分支 罗马大学教授 A.Isidori 在 1985 年指出正如 50 年代拉氏变换 复变函数理论用于线性单输入单输出系统 60 年代状态空间描述和线性代数理论用于多变量线性系统那样 用微分几何方法研究非线性控制系统取得了并将进一步取得突破与成功 几乎同时钱学森教授也曾指出 微分几何方法对研究非线性系统是很有前途的 到目前为止 这一理论不仅已经初步形成了自己的理论体系 而且在机器人控制系统 直升机飞控系统 化学反应器控制系统 电力系统动态安全性控制以及生物医学方面得到了成功的应用 本课程的目的是要把这个理论介绍给大家 起一个引导和桥梁的作用 由于微分几何这一数学分支对于工程类的学生来说是不大熟悉的 特别是有关的一些概念 如拓扑空间 微分流形 映射 切空间 向量场 微分同坯 李导数 李代数 分布与对偶分布 对合性 闭包 Frobenius 定理等 比较抽象 较难学懂 但不掌握这些概念就会妨碍对非线性控制理论的透彻理解 也就很难将理论用于实际 而对理科类学生来说 虽然有较好的数学基础 这些数学基础也已掌握 但对控制系统的工程实际又了解太少 因而也很难将这一理论真正用于实际的工程系统 本课程的目的就是建立起一座联结彼岸与此岸的桥梁 使学习本课程的理 工两类学生均有收益