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作者：王久和

出版社：电子工业出版社

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无源控制理论及其应用试读：

前言

无源控制理论是从网络理论和其他物理分支中发展起来的，已成为研究控制系统的有效工具之一。由于系统无源的物理背景、无源和 Lyapunov 函数与系统的能量属性密切相关，研究了系统的控制问题，使无源控制理论应用于非线性系统控制器的设计。无源控制（Passivity-Based Control，PBC）该方法最早用于机器人控制，后来墨西哥 Ortega等待学者将无源概念引入电力电子技术装置和电机控制，简化控制器。由于无源控制理论是从系统的能量开始，寻求与被控量相关的能量函数，因此设计的无源控制法可以使能量函数按照预期的能量函数分布，从而达到控制的目的。使用无源控制理论设计的系统控制器可以实现系统的整体稳定性，没有奇怪的问题，是一种基本的非线性控制方法，具有较强的系统参数变化和外部摄入。因此，无源控制理论越来越受到国内外专家学者的关注。因为在实际工程中，大多数非线性系统模型可以表示为仿射非线性和欧拉-拉格朗日方程和哈密顿方程，结合上述方程和系统的无源设计，已成为解决项目实际问题的有效途径。为了促进我国无源控制理论在实际工程中的应用，我试图根据自己对无源控制理论的理解和应用，结合国内外专家学者无源控制理论的研究和应用，写这本书，希望吸引玉，激发国内学者对无源控制理论的兴趣，有利于学习无源控制理论的初学者。本书分为 7章，第1章介绍了本书所需的主要数学准备知识；第2章讨论了系统的消耗、无源和稳定性；第3章讨论了系统反馈、鲁棒和自适应无源控制器的设计方法；第4章讨论了欧拉-拉格朗日系统方程的各种形式和性能随后介绍了欧拉-拉格朗日误差系统；第 5首先介绍了哈密顿系统的基本模型，然后讨论了各种哈密顿系统的稳定性和无源控制器的设计方法；第6章介绍了无源控制理论在电力电子设备中的应用；第7章介绍了无源控制理论在交流电机控制中的应用。在本书的编写过程中，上海交通大学姜建国教授、北京科技大学李华德教授、刘贺平教授提出了许多有益的建议，使书的内容安排和选择更加合理，确保书的质量和科学性。我衷心感谢！《学术创新团队建设计划》项目由北京市高校人才强教深化计划出版（PHR201007130）资助。本书除了选择自己的一些无源控制理论应用研究成果外，还选择了国内外一些学者的无源控制理论研究和电力电子技术装置和交流电机控制的研究成果。在此表示衷心的感谢！鉴于我的写作能力和学术水平有限，这本书不可避免地会有问题，请给予批评和纠正。2010年8月，王九和主要介绍了本书所需的主要基础知识，如稳定性理论（Lyapunov 稳定理论，LaSalle 不变集定理)、函数空间和微分几何。请参考书中涉及的其他基本知识或术语。1.1 稳定性理论1.1.1 基于Lyapunov微分方程描述的非线性系统研究了稳定性理论。（1.1.1）中，状态变量；表示时间参数。1．原点是几个概念设置x=0邻域，J=[t,)，t0在初始时刻，定义为000：1.1.1 如果函数W：U→R满足且W (0)=0 ，则称W ( x)是正定的1.1.2 如果对函数H：U × J→R ，有正定函数W ( x )使成立，而且H(0,T)≡0 ，则称H(x,t)是正定的。如果有的话H(0,t)≡0，则称H(x,t)是半正定的。类似地，负定义和负半正定函数可以定义。1.1.3（Lyapunov函数)设置是连续可微的正定函数，H(x,t)沿微分方程（1.1.1）解的轨迹对t求导，其导数为半负定和连续，称为H(x,t)是方程（1.1.1）关于平衡点x=0的 Lyapunov 函0数，其中为2．稳定定理(1)Lyapunov对系统进行稳定定理（1.1.1），若存在 Lyapunov 函数H(x,t)：U × J→R ，则x=0是系统0的稳定平衡点。Lyapunov对于给定的正数，渐近稳定定定理r，令，并记J=[0,