前言

隨著現代化工業生產過程復雜性和集成度的提高，實際的生產過程變得越來越復雜，多數是非線性系統，因而非線性系統的研究正逐漸成為控制領域的熱點和難點。對非線性系統的研究基本可以劃分為三個階段：第一個階段是古典理論階段，其主要方法有相平面法、諧波平衡法等，這些理論針對性比較強，但不能普遍應用。第二個階段是綜合應用階段，其主要方法有自適應控制、滑膜控制、PID控制、神經網絡控制、Lyapunov方法等。第三個階段是非線性理論新發展階段，例如智能控制非線性算子控制等。非線性算子是定義在擴展的Banach空間上更一般的Lipschitz算子，能夠更好地處理算子的逆因果性、穩定性問題。算子可以是線性的也可以是非線性的，可以是有限維的，也可以是無限維的，可以是頻域的，也可以是時域的，應用范圍廣，其優勢使越來越多學者投身對它進行研究。因此，本書主要介紹基于算子理論的非線性控制系統設計，及其在一些過程控制系統中的應用。

全書共分6章。第1章為非線性系統控制概論，介紹了控制系統的相關概念、非線性系統理論基礎和非線性控制研究現狀和發展情況。第2章為基于算子理論的控制系統設計基礎，介紹了一些算子的相關定義、右互質分解方法，進而介紹了基于右互質分解的控制器設計。第3章為基于算子理論的半導體制冷系統控制研究，詳細介紹了半導體制冷系統的建模、控制器設計、仿真與實現過程。第4章為基于算子理論的優化跟蹤控制研究，基于粒子群優化技術，分別研究了基于等效代換的優化跟蹤控制和基于Lipschitz范數的優化跟蹤控制。第5章為基于算子理論的液位系統控制研究，詳細介紹了液位系統的建模、具體設計、仿真與實現過程。第6章為基于算子理論的故障診斷與優化控制研究，對故障診斷觀測器設計和故障的分類進行了分析，進而討論了基于算子理論的優化控制在半導體制冷系統和液位系統故障狀態下的應用。

本書由溫盛軍擔任主編，負責制訂編寫大綱、修改書稿及統稿、定稿工作。王璦琿擔任副主編。各章內容編撰分配如下：第1章、第3章、第4章由溫盛軍編寫，第2章、第5章、第6章由溫盛軍、王璦琿編寫。本書在編寫過程中得到了參與項目的許多合作者和引用論文作者的幫助，例如，王東云、鄧明聰、王海泉、喻俊等，在此表示感謝！同時，本書也是張蕾、齊小敏、李峰光、劉萍、李琳等幾位研究生辛勤勞動的成果，在此深表感謝！由于編者水平有限，書中難免出現疏漏和不妥之處，敬請廣大讀者不吝指正。

本書的絕大部分內容都是作者和合作者最新的研究成果。本書的研究成果受到國家科技部國際合作重大專項課題（2010DFA22770）、國家自然科學基金青年基金（61304115）、河南省高等學校科技創新團隊（14IRTSTHN024）、河南省高等學校重點科研項目（17A120015）和中原工學院青年拔尖人才計劃等的資助，在此表示感謝！

編者
2018年7月