哈尔滨工业大学非线性控制讲义详解：理论与应用

哈工大非线性控制讲义是由哈尔滨工业大学航天学院•控制与仿真中心编撰的一份详尽的教学资料，主要涵盖了非线性控制的基础理论和设计方法。讲义共分为九章，旨在帮助学生理解和掌握非线性系统的特点及其在控制领域的应用。 第一章绪论，首先定义了非线性系统的基本概念，强调了非线性系统与线性系统之间的区别，即线性系统满足叠加原理，而非线性系统则不满足这一原则。M.Vidyasagar的观点指出，“非线性”这个词既可以理解为“非线性的”，也可以理解为“不一定线性的”，意味着非线性系统理论的研究范围广泛，线性系统实际上是其中的一个特例。 第二章至第六章深入探讨了非线性系统的稳定性分析，如Lyapunov稳定性理论，研究如何通过数学工具确定系统在受到扰动后的稳定性。输入输出稳定性则是研究输入信号与输出响应之间的关系，确保系统对输入的反应是可预测且可控的。无源性分析涉及系统能吸收外部输入能量而不产生无益的能量消耗，这对于设计高效能的控制系统至关重要。 第五章和第六章引入了微分几何的基础概念，为后续的系统描述和分析提供了数学工具，特别是坐标变换，它允许在不同的坐标系下理解和处理复杂的非线性动态。 第七章讨论了精确线性化技术，这是一种将非线性系统近似为线性系统的有效方法，有助于简化分析和设计过程。第八章则聚焦于基于坐标变换的控制设计，这是设计非线性控制器的一种常见策略，通过局部线性化来实现有效的控制效果。 第九章重点讲解Backstepping设计方法，这是一种递归的设计技术，尤其适用于复杂非线性系统的控制器设计，能够逐层构造控制器以克服系统非线性。 最后，讲义还附有参考文献，供读者进一步深入学习和研究非线性控制的相关理论。值得注意的是，虽然讲义内容完整，但可能存在错误和疏漏，阅读时需要仔细核对和理解。 总体而言，这份讲义适合对非线性控制感兴趣的研究生和专业人员，它不仅涵盖了理论基础，还提供了实用的设计技巧，是从事该领域研究和实践的重要参考资料。