Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами, Мирошник И.В., Никифоров В.О., Фрадков А.Л., 2000

Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами, Мирошник И.В., Никифоров В.О., Фрадков А.Л., 2000.

  В книге представлены теоретические основы и методы управления сложными динамическими системами, характеризующимися высокой размерностью и существенной нелинейностью моделей, большим числом входных и выходных переменных, параметрической и структурной неопределенностью. Особенностью изложения является сочетание методов и концепций современной теории нелинейных систем (таких как преобразования координат, инвариантные и притягивающие подмногообразия, точная линеаризация и пассификация, частичная стабилизация и т. д.) с методологией приближенной декомпозиции на основе частичной линейной аппроксимации, усреднения и сингулярных возмущений. Представлен ряд оригинальных концепций и методов, таких как предписанное пространственное движение, согласованное управление, робастные алгоритмы адаптации высокого порядка, методы скоростного градиента и неявной эталонной модели. Рассматриваются приложение, к задачам нелинейного управления механическими системами: пространственным движением твердого тела, многоколесными мобильными роботами, колебательными маятниковыми системами.
Книга будет полезной для научных работников, инженеров, преподавателей и аспирантов в области автоматического управления, механики и прикладной математики. Может быть использована в качестве учебного пособия по специальностям, связанным с автоматизацией и управлением.




Декомпозиция сложных систем.
Общие подходы, используемые для разрешения проблемы сложности, общеизвестны и включают, в частности, различные приемы Декомпозиции. Последние могут быть классифицированы следующим образом:
1) задачно-ориентированная (функциональная) декомпозиция, связанная с разбиением общей проблемы на несколько частных задач различного уровня иерархии;
2) объектная (структурная) декомпозиция, подразумевающая выделение более простых подсистем, допускающих раздельное рассмотрение;
3) временная декомпозиция, или выделение отдельных режимов работы системы.

Функциональная декомпозиция является первым шагом к разрешению проблемы сложности и обеспечивает упрощение первоначальной проблемы, сведение ее к нескольким более знакомым и проще решаемым задачам. Это предопределяет стратегию последующих действий со сложной системой, включающую различного рода физические и временные расщепления реального процесса, поиск приемлемых подходов к проблеме синтеза управления.

Содержание.
Предисловие.
Список основных обозначений.
1. ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СЛОЖНЫМИ СИСТЕМАМИ. МОТИВАЦИЯ И ПРИМЕРЫ.
1.1. Декомпозиция сложных систем.
1.2. Геометрия и задачи управления.
1.2.1. Согласованное управление.
1.2.2. Синхронизация колебаний.
1.2.3. Управление пространственным движением.
1.2.4. Частичная стабилизация и аттрактивность.
1.2 5 Терминальное управление.
1.2.6. Программное управление.
1.3. Виды и источники неопределенностей.
1.3.1. Неопределенность параметров объекта управления.
1.3.2. Неопределенность внешних условий.
1.3.3. Неопределенность цели.
2. НЕЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ: МЕТОДЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА.
2.1. Свойства нелинейных систем и проблемы устойчивости.
2.1.1. Свойства решений дифференциальных уравнений.
2.12. Равновесные состояния и устойчивость.
2.1.3. Метод функций Ляпунова.
2.1.4. Грубость свойств динамических систем.
2.2. Частичная устойчивость.
2.2.1 Частичная устойчивость невозмущенного движения.
2.2.2. Устойчивость по части переменных.
2.2.3. Устойчивость по функции.
2.2.4. Устойчивость по выходу.
2.2.5. Частичная устойчивость и аттрактивность.
2.3. Эквивалентные формы и преобразование координат.
2.3.1. Преобразование автономных систем.
2.3.2. Системы с входным воздействием и понятие управляемости.
2.3.3. Основная каноническая форма
2.3.4. Методы линеаризации.
2.3.5. Эквивалентность систем с многомерным входом.
2.4. Канонические формы вход-выход и стабилизация выхода.
2.4.1. Относительная степень и основное преобразование.
2.4.2. Нуль-динамика.
2.4.3. Нормальная форма и локальная стабилизация.
2.5. Управление каскадными системами.
2.5.1. Метод попятного синтеза.
2.5.2. Локальная стабилизация.
2.5.3. Глобальная стабилизация.
2.6. Пассивность и пассификация.
2.6.1. Пассивность и диссипативность.
2.6.2. Пассивность и лемма Якубовича-Калмана.
2.6.3. Пассификация и стабилизация.
3. НЕЛИНЕЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ: СКОРОСТНОЙ ГРАДИЕНТ И ФУНКЦИИ ЛЯПУНОВА.
3.1. Построение алгоритмов скоростного градиента.
3.1.1. Алгоритмы скоростного градиента для локального целевого функционала.
3.1.2. Алгоритмы скоростного градиента для интегрального целевого функционала.
3.1.3. Алгоритмы скоростного псевдоградиента.
3.1.4. Комбинированные алгоритмы.
3.2. Условия достижения цели управления.
3.2.1. Регулирование и слежение.
3.2.2. Частичная стабилизация.
3.3. Идентифицирующие свойства алгоритмов.
3.4. Робастность систем скоростного градиента.
3.4.1. Грубость и робастность базовых алгоритмов
3.4.2. Огрубление алгоритмов скоростного градиента.
3.5. Частичное управление гамильтоновыми и лагранжевыми системами.
3.5.1. Управление энергией.
3.5.2. Свойство раскачиваемости.
3.5.3. Управление первыми интегралами.
3.6. Скоростной градиент, оптимальность и пассивность
4. НЕЛИНЕЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ: ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.
4.1. Геометрический подход и задачи управления.
4.2. Стабилизация состояний равновесия.
4.2.1 Задачи регулирования состояния.
4.2.2. Стабилизация с помощью точной линеаризации.
4.2.3. Стабилизация с помощью линейной аппроксимации.
4.3. Притягивающие множества.
4.3.1. Инвариантность и аттрактивность.
4.3.2. Свойства окрестности.
4.3.3. Эквивалентная динамика автономных систем.
4.3.4. Условия аттрактивности.
4.4. Стабилизация относительно множества.
4.4.1. Задачи управления и условия инвариантности.
4.4.2. Декомпозиция задачи и инвариантное управление.
4.4.3. Эквивалентная динамика.
4.4.4. Стабилизация системы.
4.5. Программное управление состоянием.
4.5.1. Задача программного управления.
4.5.2. Инвариантное управление.
4.5.3. Стабилизация системы.
5. НЕЛИНЕЙНОЕ УПРАВЛЕНИЕ МНОГОКАНАЛЬНЫМИ СИСТЕМАМИ.
5.1. Проблемы управления и согласования выходных перемененных.
5.2. Регулирование выходов.
5.2.1. Задачи стабилизации и декомпозиции.
5.2.2. Основное преобразования, декомпозиция и стабилизация.
5.2.3. Системы без нуль-динамики.
5.2.4. Подмногообразия нуль-динамики.
5.2.5. Эквивалентные формы.
5.2.6. Эквивалентность и устойчивость.
5.3. Согласованное управление.
5.3.1. Условия согласования.
5.3.2. Задачи согласованного управления.
5.3.3. Преобразование к нормальной форме.
5.3.4. Преобразование к заданно-ориентированной форме.
5.4. Синтез алгоритмов согласованного управления.
5.4.1 Задачи управления в пространстве состояний.
5.4.2. Основное управление и частичная декомпозиция.
5.4.3. Алгоритмы согласованного управления.
5.5. Управление пространственным движением.
5.5.1. Притягивающие множества пространства выходов.
5.5.2. Канонические представления и дифференциальные формы.
5.5.3. Эквивалентная динамика и синтез управления
6. АДАПТИВНОЕ И РОБАСТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ.
6.1. Постановка задачи управления неопределенными объектами.
6.2. Управление по состоянию.
6.2.1. Методы непосредственной компенсации.
6.2.2. Итеративные процедуры синтеза.
6.3. Управление по выходной переменной.
6.3.1. Управление строго пассивными и строго минимально фазовыми объектами.
6.3.2. Системы адаптивного управления с расширенной ошибкой.
6.3.3. Системы управления с алгоритмами адаптации высоких порядков.
6.4. Адаптивное управление по выходу линейными объектами при идеальных условиях.
6.4.1. Постановка задачи.
6.4.2. Параметризованная модель объекта управления.
6.4.3. Метод непосредственной компенсации.
6.4.4. Использование алгоритмов адаптации высокого порядка.
6.4.5. Итеративная процедура синтеза адаптивного управления по выходу.
6.4.6. Какой алгоритм выбрать?.
6.5. Управление по выходу неопределенными линейными объектами при наличии внешних возмущений.
6.5.1. Параметризованная модель объекта управления.
6.5.2. Робастное управление с использованием алгоритмов адаптации высокого порядка.
6.5.3. Нелинейный робастный регулятор.
6.6. Адаптивное управление с неявной эталонной моделью. Метод шунтирования.
6.6.1. Синтез адаптивной системы для строго минимально-фазового объекта.
6.6.2. Синтез адаптивной системы для строго минимально-фазового многоканального объекта.
6.6.3. Общий случай. Метод шунтирования.
7. ДЕКОМПОЗИЦИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ РАЗДЕЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЙ.
7.1. Устойчивость систем с паразитной динамикой.
7.2. Разделение движений в адаптивных системах.
7.2.1. Первая схема разделения движений.
7.2.2. Вторая схема разделения движений.
7.3. Условия применимости и оценки точности разделения движений в сингулярно возмущенных системах.
7.3.1. Стационарные сингулярно возмущенные адаптивные системы.
7.3.2. Нестационарные сингулярно возмущенные адаптивные системы.
7.3.3. Частичная устойчивость сингулярно возмущенных систем.
7.4. Адаптивное децентрализованное управление взаимосвязанными системами.
7.4.1. Постановка задачи.
7.4.2. Построение децентрализованного адаптивного закона управления.
7.4.3. Свойства синтезированной системы управления.
8. УПРАВЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ.
8.1. Управление пространственным движением твердого тела.
8.1.1. Динамические и кинематические свойства.
8.1.2. Управление движением точечной массы.
8.1.3. Управление ориентацией тела.
8.2. Управление колесным роботом.
8.2.1. Анализ динамики колесного робота.
8 2.2. Постановка задачи управления.
8.2.3. Синтез алгоритма управления.
8.3. Управление маятником с переменной точкой подвеса.
Приложение 1. Классы функций и функциональные нормы.
Приложение 2. Некоторые сведения из дифференциальной геометрии.
Приложение 3. Пассификация линейных систем.
Литература.
Предметный указатель.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами, Мирошник И.В., Никифоров В.О., Фрадков А.Л., 2000 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по математике :: математика :: Мирошник :: Никифоров :: Фрадков