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第1章 绪论1

1.1 控制理论的发展及面临的挑战1

1.2 非线性控制系统的研究现状及主要方法1

参考文献9

第2章 非线性动态系统的基本理论12

2.1 非线性系统的数学基础12

2.2 线性化流及中心流形定理20

2.3 吸引子与吸引域26

2.4 离散时间动态系统与Poincaré映射31

2.5 非线性系统的周期激励34

2.6 一维非线性映射38

2.7 小结40

参考文献40

第3章 非线性动态系统的分叉与混沌42

3.1 结构稳定性42

3.2 非线性系统的分叉44

3.3 混沌运动特牲56

3.4 同宿轨道与Melnikov方法63

3.5 奇异吸引子与分形67

3.6 符号动力学与Smale马蹄映射70

3.7 胞映射方法73

3.8 基于测量数据的吸引子重构与目标检测76

3.9 小结84

参考文献84

第4章 非线性系统的微分几何理论85

4.1 微分几何基础85

4.2 非线性系统的能控性与能观性89

4.3 非线性系统精确线性化92

4.4 非线性系统解耦控制97

参考文献103

4.5 小结103

第5章 非线性控制系统的混沌现象及其控制方法105

5.1 反馈系统和优化过程中的混沌现象105

5.2 采样控制系统的分叉与混沌108

5.3 基于控制理论的混沌分析方法109

5.4 混沌识别与混沌系统的辨识111

5.5 混沌系统的诱导与控制116

5.6 混沌的同步与信息加密算法121

参考文献126

5.7 小结126

第6章 非线性控制系统频谱分析法128

6.1 广义频率响应函数的提出128

6.2 非线性系统的GFRF递推算法132

6.3 基于GFRF的稳态频率响应分析147

6.4 非线性离散系统的频率响应函数156

6.5 SISO非线性开环系统的频域稳定性157

6.6 SISO非线性闭环系统的频域稳定性170

6.7 MIMO非线性系统的频域稳定性判据179

6.8 非线性离散系统的开环及闭环稳定性190

6.9 小结208

参考文献208

第7章 非线性系统的辨识及应用210

7.1 非线性系统的辨识模型211

7.2 最小二乘估计算法及总体最小二乘法213

7.3 直交化估计算法及其改进229

7.4 模型简化与数据压缩232

7.5 基于GFRF模型的非参数频域辨识算法236

7.6 基于直交化算法的非线性系统结构与参数辨识一体化方法245

7.7 非线性Volterra系统的解耦辨识250

7.8 基于非线性频谱分析的故障诊断方法257

7.9 基于多重预设GFRF模型的故障诊断法266

7.10 小结270

参考文献271

第8章 非线性系统的综合方法275

8.1 基于非线性传递函数的控制系统镇定275

8.2 非线性连续时间系统的频域H∞控制方法287

8.3 非线性系统的时域H∞控制方法298

8.4 非线性系统的时域鲁棒H∞控制321

8.5 非线性离散时间系统的频域H∞控制340

8.6 非线性控制的自适应逆系统方法355

8.7 反步设计方法367

8.8 小结372

参考文献372

第9章 非线性控制系统实例研究376

9.1 平衡倒立摆系统的模型、分析与控制376

9.2 三轴载人运动转台的建模与分析384

参考文献393