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| 編輯推薦： |
Springer自动控制经典著作，北京航空航天大学资深教授权威翻译，专为解决工程控制中的不确定性难题而来！面对外部干扰、测量噪声和模型偏差，本书以 MATLAB 鲁棒控制工具箱为核心，循序渐进讲解 H∞控制、μ 综合、线性矩阵不等式等关键方法，更新增 6 章实用内容与双旋翼气动系统、自平衡双轮机器人等全新实例。
全书 621 千字干货满满，分理论、工具箱应用、实战案例三大部分，配套 170 个可下载仿真文件，理论与实操无缝衔接。不管是控制相关专业的高年级本科生、研究生，还是从事航空航天、机器人等领域的科研人员与工程师，都能通过本书快速掌握鲁棒控制设计精髓，轻松应对复杂工程挑战。
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| 內容簡介： |
本书是鲁棒控制领域的权威实用教程，分三部分共 19 章，聚焦工程控制系统的不确定性难题，详解噪声干扰、模型偏差等复杂场景下的设计解决方案。
第一部分涵盖 H∞控制、μ 综合、线性矩阵不等式等核心理论；第二部分聚焦 MATLAB 鲁棒控制工具箱的工具函数与实操应用；第三部分通过硬盘驱动器、自平衡双轮机器人等 6 个实例展现设计全流程。新版新增 6 章内容与全新实例，配套 170 个可下载仿真文件，理论与实践深度融合。
本书兼具权威性与实用性，既是控制相关专业高年级本科生、研究生的优质教材，也是科研人员与工程师解决实际工程问题的得力工具书。
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| 關於作者： |
谷大伟教授（Professor Da-Wei Gu）参与过众多航空航天及制造业领域的工业项目，获得了英国工程与自然科学研究委员会（EPSRC）、欧盟（EU）及业界的大额资金支持。他长期深耕无人飞行器协同控制领域，重点研究自主控制技术，同时也是欧洲航空研究与发展咨询集团（Garteur）自主系统行动组的核心贡献者。其在鲁棒控制与最优控制领域的理论成果与实践经验，为本书的撰写奠定了重要基础，使读者能够从中获取兼具价值的理论知识与实践指导。
佩特科?H. 佩特科夫教授（Professor Petko H. Petkov）自 1984 年起便在科研与教学中应用 MATLAB? 软件，在数值方法与编程方面具备深厚专长。这些能力使其能够清晰传授如何开发高性能软件，以解决鲁棒控制设计中的各类实际问题。
米哈伊尔?M. 康斯坦丁诺夫教授（Professor Mihail M. Konstantinov）在数值分析与鲁棒控制理论领域贡献卓著，拥有漫长且丰富的教学经验。凭借这些积累，他得以向读者呈现一部理论扎实、通俗易懂的鲁棒控制系统设计著作。
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| 目錄：
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第一部分基本理论与方法
第1章简介3
1.1控制系统表示3
1.2系统稳定性4
1.3互质分解与稳定控制器6
1.4信号范数与系统范数7
1.4.1信号范数7
1.4.2系统范数8
第2章不确定性系统的建模9
2.1非结构化不确定性9
2.2参数不确定性11
2.3线性分数变换13
2.4结构化不确定性15
第3章鲁棒设计规范16
3.1小增益定理与鲁棒稳定16
3.2性能考虑18
3.3结构化奇异值19
第4章H∞设计22
4.1混合灵敏度H∞优化22
4.2二自由度H∞设计23
4.3H∞次优解24
4.3.1标准化系统的解公式25
4.3.2S/KS设计解27
4.3.3D22≠0的情况28
4.3.4规范化变换29
4.3.5H∞次优核心控制器的直接公式30
4.4离散时间情况的公式33
第5章H∞回路成形设计程序37
5.1对标准化互质因子扰动的鲁棒稳定37
5.2回路成形设计程序39
5.3离散时间情况的公式41
5.3.1离散时间对象的标准化互质分解41
5.3.2鲁棒控制器公式42
5.3.3严格适定的情况43
5.3.4三个DARE的解44
5.4具有LSDP的混合优化设计方法45
第6章μ分析与综合48
6.1鲁棒性能的考虑48
6.2μ综合：DK迭代法50
6.3μ综合：μK迭代法51
第7章低阶控制器53
7.1绝对误差近似法54
7.1.1平衡截断法54
7.1.2奇异值扰动近似法55
7.1.3Hankel范数近似法56
7.2通过因式分解进行降阶58
7.2.1因式分解平衡截断(FBT)法59
7.2.2因式分解奇异值微扰近似(FSPA)法60
7.3相对误差近似法61
7.4频率加权近似法62
7.4.1频率加权平衡截断(FWBT)法64
7.4.2频率加权奇异值微扰近似(FWSPA)法64
7.4.3频率加权模数截断(FWMT)法65
第8章LMI方法67
8.1LMI基础知识67
8.2使用LMI的控制问题67
8.2.1李雅普诺夫稳定性准则67
8.2.2状态反馈稳定68
8.2.3L2范数的计算68
8.2.4H∞范数的计算69
8.2.5基于LMI的LQR公式化70
8.3LMI的更多特性71
8.3.1同余变换71
8.3.2非严格不等式的舒尔补72
8.3.3投影和芬斯勒引理72
8.3.4二次函数的S过程73
8.3.5对偶引理73
第二部分鲁棒控制工具箱简介
第9章建立不确定性模型77
9.1LTI模型77
9.2结构化不确定性模型90
9.2.1不确定性实参数91
9.2.2不确定性状态空间系统91
9.2.3不确定性系统的性质93
9.2.4建立不确定性模型的其他函数97
9.2.5分解不确定性对象98
9.3使用iconnect和sysic构建不确定性模型98
9.4非结构化不确定性模型100
9.4.1具有加性不确定性的模型101
9.4.2具有乘性不确定性的模型103
9.4.3未建模动力学106
9.4.4具有非结构化不确定性的多变量对象108
习题108
第10章鲁棒稳定性和性能110
10.1鲁棒稳定性分析110
10.2鲁棒性能分析117
10.3最差情况下的增益126
习题131
第11章H∞设计133
11.1H∞回路成形设计133
11.2混合灵敏度设计141
11.3H∞设计的其他版本145
11.3.1H∞模型控制145
11.3.2二自由度H∞控制152
习题156
第12章μ综合158
12.1概述158
12.2DK迭代μ综合159
12.3μ综合的其他版本166
12.3.1模型μ综合166
12.3.2二自由度控制器的μ综合167
12.4μ分析与μ综合实际应用建议170
习题171
第13章参数依赖系统的分析与设计172
13.1参数依赖系统的表示172
13.1.1系统矩阵172
13.1.2仿射参数依赖模型173
13.1.3多胞形模型177
13.2参数依赖系统的分析178
13.3参数依赖系统的增益调度设计182
习题192
第三部分设计实例第14章硬盘驱动器的鲁棒控制195
14.1硬盘驱动伺服系统195
14.2不确定性模型的推导200
14.3闭环系统设计规范202
14.3.1标称性能203
14.3.2鲁棒稳定性203
14.3.3鲁棒性能203
14.4系统互联204
14.5连续时间控制器设计204
14.5.1μ综合设计205
14.5.2H∞设计210
14.5.3H∞回路成形设计210
14.6设计控制器的比较211
14.7控制器降阶218
14.8离散时间控制器的设计220
14.9非线性系统仿真224
14.10结论227
14.11注释和参考227
第15章三重倒立摆控制系统设计229
15.1系统说明229
15.2不确定性建模233
15.3设计规范238
15.3.1鲁棒稳定性239
15.3.2标称性能239
15.3.3鲁棒性能239
15.4系统互联241
15.5H∞设计243
15.6μ综合247
15.7非线性系统仿真254
15.8结论256
15.9注释和参考256
第16章精馏塔鲁棒控制258
16.1简介258
16.2精馏塔的动态模型258
16.3不确定性建模262
16.4闭环系统性能规范263
16.5开环和闭环系统互联267
16.6控制器设计270
16.6.1回路成形设计270
16.6.2μ综合277
16.7非线性系统仿真285
16.8结论287
16.9注释和参考288
第17章柔性连杆机械手的鲁棒控制289
17.1柔性机械臂动力学模型289
17.2不确定性系统的线性模型293
17.3系统性能规范298
17.4系统互联301
17.5控制器设计与分析302
17.6非线性系统仿真312
17.7结论312
17.8注释和参考315
第18章双旋翼气动系统的鲁棒控制316
18.1双旋翼气动系统316
18.2非线性系统模型317
18.3线性系统模型321
18.4不确定性建模323
18.5闭环系统性能要求325
18.5.1鲁棒稳定性326
18.5.2标称性能326
18.5.3鲁棒性能326
18.6系统互联327
18.7μ综合328
18.8非线性系统仿真337
18.9实验结果339
18.10结论341
18.11注释和参考341
第19章自平衡双轮机器人的鲁棒控制342
19.1简介342
19.2双轮机器人的不确定性模型343
19.3鲁棒控制器设计346
19.4闭环系统特性348
19.5实验结果354
19.6结论356
19.7注释和参考356
参考文献358
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