●編者的話
前言
符號表
第1章 緒論
1.1 復雜運動體繫統概述
1.2 復雜運動體協同控制與優化的研究意義
1.3 復雜運動體協同控制與優化概述
1.3.1 歐拉-拉格朗日繫統的協同控制
1.3.2 移動機械臂協同搬運控制及優化
1.3.3 固定翼飛行器編隊飛行控制
1.3.4 有人/無人協同控制
1.4 基礎理論知識
1.4.1 代數圖論及矩陣理論
1.4.2 非線性繫統穩定性理論
第2章 基於速度估計的多歐拉-拉格朗日繫統分布式跟蹤控制
2.1 引言
2.2 模型與問題描述
2.2.1 歐拉-拉格朗日繫統
2.2.2 問題描述
2.3 動態領航者狀態估計器設計
2.4 分布式跟蹤控制器設計
2.5 仿真驗證
2.6 本章小結
第3章 局部指數穩定的多歐拉-拉格朗日繫統協同控制
3.1 引言
3.2 對動態領航者的分布式跟蹤控制
3.2.1 問題描述
3.2.2 基於速度觀測器的分布式控制器設計
3.3 無領航者的分布式一致性控制
3.4 仿真驗證
3.5 本章小結
第4章 一類歐拉-拉格朗日繫統全局穩定的輸出反饋協調控制
4.1 引言
4.2 問題描述
4.3 基於坐標變換和狀態重構的部分線性化
4.4 分布式輸出反饋跟蹤控制器設計
4.4.1 全局穩定的速度觀測器設計
4.4.2 控制器設計與穩定性分析
4.5 仿真驗證
4.6 本章小結
第5章 多歐拉-拉格朗日繫統分布式編隊跟蹤控制
5.1 引言
5.2 問題描述
5.3 隊形加權中心估計器設計
5.4 編隊跟蹤控制器設計
5.5 仿真驗證
5.6 本章小結
第6章 操作度優化條件下的移動機械臂協同搬運控制
6.1 引言
6.2 問題描述
6.2.1 移動機械臂模型
6.2.2 協同搬運的優化問題描述
6.3 協同搬運過程中的移動機械臂優化控制
6.3.1 操作度優化問題的凸性分析
6.3.2 分布式優化算法設計
6.3.3 收斂性分析
6.4 仿真驗證
6.5 本章小結
第7章 帶有操作度及能量優化的分布式協同搬運控制
7.1 引言
7.2 問題描述
7.3 分布式優化算法設計及穩定性分析
7.3.1 分布式優化算法設計
7.3.2 算法收斂性分析
7.4 仿真驗證
7.4.1 協同搬運實驗及結果分析
7.4.2 對比實驗及結果分析
7.5 本章小結
第8章 固定翼飛行器的編隊跟蹤與姿態調節一體化控制
8.1 引言
8.2 模型介紹及問題描述
8.2.1 固定翼飛行器模型介紹
8.2.2 氣動參數的近似化
8.2.3 編隊飛行問題描述
8.3 編隊跟蹤與姿態控制一體化設計
8.3.1 分布式編隊控制器設計流程
8.3.2 穩定性分析
8.4 仿真驗證
8.5 本章小結
第9章 固定翼飛行器的編隊跟蹤與隊形旋轉控制
9.1 引言
9.2 飛行器相對運動模型
9.3 問題描述
9.4 分布式編隊跟蹤與隊形旋轉控制器設計
9.4.1 編隊及隊形旋轉控制器設計
9.4.2 編隊控制繫統穩定性分析
9.5 數值仿真
9.6 本章小結
第10章 基於模型預測控制的人機協同控制
10.1 引言
10.2 問題描述
10.3 基於模型預測的人機協同控制器設計
10.3.1 基於模型預測控制的控制器設計
10.3.2 代價函數、權重繫數與意圖模型
10.3.3 理論分析
10.4 實驗驗證
10.4.1 實驗設計
10.4.2 實驗結果與分析
10.5 本章小結
第11章 意圖場模型干預下的人機共享控制
11.1 引言
11.2 問題描述
11.3 基於意圖場的共享控制算法設計
11.3.1 意圖場模型設計與分析
11.3.2 共享控制器設計與分析
11.4 實驗驗證
11.4.1 實驗設計
11.4.2 實驗結果與分析
11.5 本章小結
參考文獻
索引

本書繫統深入地論述了面向復雜運動體繫統的分布式協同控制與優化理論、方法、技術及實驗仿真驗證等。全書共11章，首先針對多歐拉拉格朗日繫統的分布式輸出反饋協同跟蹤問題，設計了速度估計器和分布式控制器。然後針對帶有操作度優化的多機械臂協同搬運問題，提出了基於分布式優化的協同控制方法；進而討論了一類固定翼飛行器的協同編隊問題，介紹了一體化編隊跟蹤及隊形旋轉技術。為了實現對復雜運動體的高效管控，最後還提出了基於雙層網絡的人機協同共享控制框架。本書內容兼具理論前沿性和工程應用性，可供繫統與控制相關學科領域的科研工作者、工程技術人員參考，也可作為高等學校相關專業的研究生和高年級本科生的教材。