本书内容按照数学知识的由浅入深分成了四个部分。基本分析部分介绍了非线性系统的基本概念和基本分析方法;反馈系统分析部分介绍了输入一输出稳定性、无源性和反馈系统的频域分析;现代分析部分介绍了现代稳定性分析的基本概念、扰动系统的稳定性、扰动理论和平均化以及奇异扰动理论;非线性反馈控制部分介绍了反馈控制的基本概念的反馈线性化,并给出了几种非线性设计工具,如滑模控制、Lyapunov再设计、反步法、基于无源的控制和高增益观测器等。可作为研究生第一学期非线性系统课程的教材,也可作为工程技术人员、应用数学专业人员的自学教材或参考书。
非线性是自然界和工程技术领域里最普遍的现象。非线性系统的研究在近年来取得了可喜的进展,特别是以微分几何为工具发展起来的精确线性化方法,受到了普遍的重视。通过利用Lie括号以及微分同胚等基本工具研究非线性系统的状态、输入及输出变量之间的依赖关系,系统地建立了非线性控制系统可控制、可观测及可检测的充分或必要条件,特别是全局状态精确线性化和输入一输出精确线性化方法的发展,使复杂的非线性问题在一定条件下可以转化为线性问题来处理。加上计算机的普及和现代计算技术的发展,人们逐步对非线性系统有了进一步的了解。诸如非线性系统中的分岔、混沌、分形和奇怪吸引子等现象越来越引起学者们的兴趣,使其在生物学、化学、气象学、经济学、物理学和工程技术领域的应用也更加广泛。
目前,“非线性系统”在国外已经被许多工科院校列入相关专业研究生的学位课程或必修课,本书就是美国密歇根州立大学电气与计算机工程专业的研究生教材,深受读者欢迎。目前国内也出版了数十种关于非线性系统理论与应用方面的优秀教材和专著,但国外一些代表性著作在国内尚未普及,因此把国外优秀教材介绍给我国工程专业技术人员和学生是十分必要的。
本书作者Hassan K.Khalil博士是美国密歇根州立大学电气与计算机工程系的杰出教授,1989年由于其在“奇异扰动理论及其在控制中的应用”所取得的成就被选为IEEE Fellow。多年来他一直从事非线性系统的教学和研究工作。
本书内容翔实,论证严谨,具有很强的系统性。全书按照数学知识,由浅人深编写而成。内容大体分成四部分:初级分析、反馈系统分析、高级分析和非线性反馈控制。从第5章开始,每个章节都相对独立,或者仅需要用到前面章节中的少量知识,使读者具有较大的灵活性。为了避免学生过早地接触压缩映射原理,将结构存在性和惟一性定理的证明移至附录中。 本书在前面两个版本的基础上,增加了近年来非线性控制中比较成功的一些内容,例如无源性和基于无源控制的扩展处理方法、高增益反馈、递归法、迭代方法、最优稳定控制和观测器,另外在二阶系统分析中还引入了分岔的概念。通过网址www.prenhall.com/khalil.可查阅有关本书的各种资料。
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参加全书翻译的有:董辉(序、前言和第1章至第3章)、李作洲(第12章和第14章以及全部附录)、李汝来(第9章至第11章)、沈红林(第4章)、周晓龙(第5章)、李斌斌(第6章)、赵柏山(第7章)、周芸(第8章)和桑士伟(第13章)。全书译文经朱义胜教授和董辉副教授统一整理,并对全部译稿进行了详细的审校。
在翻译过程中,我们还按照网站上给出的原书第三版的勘误表对照原书内容对译文一一进行了修改。虽然我们已尽了最大努力,但由于涉足非线性系统领域比较晚,专业知识和英语水平有限,译文中一定有不当和疏漏之处,敬请读者提出宝贵意见,联系邮箱为yszhu@dlmu.edu.cn。