书名：有限时间控制
定价：150.0
ISBN：9787030851314
作者：周彬,丁一,张康康
版次：1
出版时间：2026-06

内容提要：

相比于传统以渐近稳定为目标的控制方法，有限时间控制能够显著提升控制系统的控制精度和响应速度等指标，具有重要的理论和工程应用价值。在理论层面，本书内容涵盖了经典的分数次幂反馈方法（包括齐次系统方法、终端滑模方法和加幂积分方法），同时深入探讨了近年来新兴的时变高增益反馈方法以及作者原创的周期滞后反馈方法，并介绍了一些代表性系统（如线性系统、下三角非线性系统、链式非完整系统等）的有限时间控制方法。在应用层面，本书尤其重视有限时间控制方法在实际控制系统（特别是航空航天领域中的控制系统）中的应用，提供了大量的应用实例，可为相关的工程实践提供重要的技术支持和理论保障。

目录：
目录
前言
主要符号说明
第1章 有限时间控制简介 1
1.1 有限时间稳定性实例 1
1.1.1 储罐泄漏过程 1
1.1.2 黏性介质中的刚体运动 3
1.1.3 最短时间控制问题 4
1.2 主要方法与相关概念 6
1.2.1 主要方法 6
1.2.2 相关概念 8
1.3 有限时间稳定性判据 10
1.3.1 分数次幂有限时间稳定性判据 10
1.3.2 分数次幂固定时间稳定性判据 13
1.3.3 时变高增益有限时间稳定性判据 14
1.3.4 周期滞后系统固定时间稳定判据 20
1.4 本章小结与文献说明 24
参考文献 25
第一部分 分数次幂反馈
第2章 终端滑模控制 31
2.1 滑模控制简介 31
2.1.1 线性滑模控制 31
2.1.2 二阶系统的终端滑模控制 32
2.1.3 高阶系统的终端滑模控制 33
2.2 非奇异方法 35
2.2.1 非奇异终端滑模控制 35
2.2.2 切换终端滑模控制 37
2.2.3 状态变换终端滑模控制 41
2.2.4 数值算例 45
2.3 本章小结与文献说明 46
参考文献 47
第3章 加幂积分方法 49
3.1 二阶系统 49
3.1.1 反步法简介 49
3.1.2 加幂积分方法简介 50
3.2 高阶系统 53
3.2.1 鲁棒控制 53
3.2.2 自适应控制 62
3.2.3 数值算例 67
3.3 本章小结与文献说明 68
参考文献 68
第4章 齐次系统方法 70
4.1 有限时间稳定性判据 70
4.1.1 全局有限时间稳定性 70
4.1.2 局部有限时间稳定性 73
4.2 二阶系统 75
4.2.1 二阶积分器 75
4.2.2 Euler-Lagrange系统 77
4.3 高阶系统 79
4.3.1 线性系统的有限时间镇定 79
4.3.2 积分滑模控制方法 81
4.3.3 无抖振滑模控制 82
4.3.4 数值算例 84
4.4 本章小结与文献说明 86
参考文献 86
第二部分 时变高增益反馈
第5章 线性系统 89
5.1 固定终端有限时间…控制 89
5.1.1 问题描述与基本方法 89
5.1.2 固定终端最小能量控制 94
5.2 参量Lyapunov方程方法 95
5.2.1 动机与问题描述 95
5.2.2 精确指定时间控制 97
5.2.3 数值算例 104
5.3 本章小结与文献说明 106
参考文献 106
第6章 下三角非线性系统 108
6.1 线性增长系统 109
6.1.1 状态反馈 110
6.1.2 输出反馈 113
6.2 规范型系统 119
6.2.1 在原点不消失的非线性函数 119
6.2.2 局部线性增长的非线性函数 122
6.2.3 数值算例 126
6.3 本章小结与文献说明 127
参考文献 127
第7章 链式非完整系统 129
7.1 非光滑控制方法 130
7.1.1 标称系统 130
7.1.2 不确定系统状态反馈 134
7.1.3 不确定系统输出反馈 140
7.2 光滑控制方法 144
7.2.1 状态反馈 146
7.2.2 输出反馈 150
7.2.3 数值算例 155
7.3 本章小结与文献说明 156
参考文献 157
第三部分 周期滞后反馈
第8章 线性系统的周期滞后反馈 161
8.1 周期滞后反馈的基本原理 161
8.2 状态反馈 165
8.2.1 问题描述 165
8.2.2 直接状态反馈 167
8.2.3 基于预估器的状态反馈 170
8.2.4 数值算例 172
8.3 输出反馈 173
8.3.1 基于观测器的输出反馈 173
8.3.2 基于观测器与预估器的输出反馈 175
8.3.3 基于未来状态观测器的输出反馈 176
8.4 本章小结与文献说明 177
参考文献 178
第9章 周期滞后滑模控制 180
9.1 二阶系统 181
9.1.1 主要结果 181
9.1.2 扩展与总结 183
9.2 高阶系统 185
9.2.1 积分滑模 185
9.2.2 分层滑模 188
9.2.3 数值算例 193
9.3 本章小结与文献说明 195
参考文献 195
第10章 基于反步法的周期滞后反馈 196
10.1 标准反步法 196
10.1.1 控制律设计 196
10.1.2 稳定性分析 198
10.2 加幂积分方法 201
10.2.1 主要结论 202
10.2.2 数值算例 215
10.3 本章小结与文献说明 217
参考文献 217
第四部分 应用举例
第11章 航天器姿态跟踪控制 221
11.1 航天器姿态跟踪控制系统模型 221
11.2 航天器姿态跟踪终端滑模控制 223
11.2.1 控制律设计 223
11.2.2 仿真结果 224
11.3 航天器姿态跟踪加幂积分控制 225
11.3.1 控制律设计 225
11.3.2 仿真结果 231
11.4 航天器姿态跟踪周期滞后反馈控制 231
11.4.1 控制律设计 231
11.4.2 仿真结果 232
11.5 本章小结与文献说明 233
参考文献 233
第12章 高超声速飞行器控制 235
12.1 高超声速飞行器纵向动力学模型 235
12.1.1 模型简介 235
12.1.2 输入-输出反馈线性化 236
12.2 分数次幂反馈有限时间控制 240
12.2.1 基于齐次系统的滑模控制律 240
12.2.2 无抖振滑模控制律 241
12.3 时变高增益反馈有限时间控制 243
12.3.1 控制律设计 243
12.3.2 仿真验证 244
12.4 周期滞后反馈有限时间控制 245
12.4.1 积分滑模控制律 245
12.4.2 分层滑模控制律 248
12.5 本章小结与文献说明 250
参考文献 251
第13章 飞行器末制导 252
13.1 二维制导模型 252
13.1.1 角度约束模型 253
13.1.2 剩余飞行时间估算 254
13.2 分数次幂反馈制导律 255
13.2.1 视线法向制导律 255
13.2.2 视线切向制导律 255
13.2.3 仿真结果 256
13.3 时变高增益反馈制导律 258
13.3.1 视线法向制导律 258
13.3.2 视线切向制导律 259
13.3.3 仿真结果 260
13.4 周期滞后反馈制导律 262
13.4.1 视线法向制导律 262
13.4.2 视线切向制导律 263
13.4.3 仿真结果 264
13.5 本章小结 266
参考文献 267
附录A 参量Lyapunov方程及性质 269
A.1 一般形式的参量Lyapunov方程 269
A.2 特殊形式的参量Lyapunov方程 270
参考文献 274
附录B 加幂积分方法相关命题证明 275
B.1 第3章命题证明 275
B.1.1 命题3.2.1的证明 275
B.1.2 命题3.2.2的证明 276
B.2 第10章命题证明 279
B.2.1 命题10.2.1的证明 279
B.2.2 命题10.2.2的证明 281
B.2.3 命题10.2.3的证明 282
B.2.4 命题10.2.4的证明 283
参考文献 284