《运动稳定性与航天控制》从基本概念人手，由浅入深、循序渐进地阐述了运动稳定性的基本理论和近代发展的成果，总结了作者在航天控制中的研究成果。《运动稳定性与航天控制》是作者在为哈尔滨工业大学航天学院控制科学与工程以及宇航科学与技术等相关专业研究生讲授稳定性理论课程的基础上，结合作者近几年的研究成果编写而成的。《运动稳定性与航天控制》可作为控制科学与工程、宇航科学与技术、力学、套用数学等相关专业研究生和高年级本科生的教材和参考书，也可供相关专业的工程技术人员参考。

宋申民，哈尔滨工业大学航天学院教授，博士生导师，中国数学学会、中国宇航学会会员，《哈尔滨工业大学学报》编委。

作为项目负责人完成了多项863航空航天领域项目，主要包括：太空飞行器最优追蹤与反追蹤算法、太空飞行器对接与分离技术以及地面演示实验、非合作目标交会对接控制技术等；主持完成了多项与中国航天科工集团公司第三研究院的合作课题，主要包括：系统评估评价方法、複杂系统评估评价资料库开发、效能评估方法等。作为骨干成员完成了国家自然科学基金重大国际合作项目“基于最佳化的鲁棒控制理论与套用”以及“211”、“985”建设项目“面向几类空间操作的GNC关键技术研究与地面仿真验证”的研究工作。

目前主持国家自然科学基金课题“面向在轨操控的多太空飞行器期望模式运动分散式自主协同控制”，中国航天科工集团公司第三研究院合作项目“试验数据融合与分析系统”、“试验设计系统”，863课题“模组太空飞行器集群内测量、导航和控制及自主编队飞行与重构技术研究”以及CAST创新基金项目和航天支撑基金等多项课题。作为骨干成员正在进行973子课题“空间合作目标运动再现中跨尺度控制的前沿数学问题”、国家自然科学基金创新群体子课题“航天飞行器的鲁棒控制理论与套用”以及国家自然科学基金重点课题“网路化卫星编队的协调控制方法及实现技术”等项目的研究。

发表学术论文120余篇，出版着作3部。获教育部自然科学奖一等奖一项，黑龙江省高等学校教学成果奖二等奖一项。

前言
第1章运动稳定性的基本概念
1.1系统的微分方程描述与稳定性的初步概念
1.1.1系统运动的微分方程描述
1.1.2稳定性的初步概念
1.1.3几个典型的运动微分方程
1.2微分方程解的基本性质
1.2.1微分方程解的存在唯一性与可延拓性定理
1.2.2解对初值与参数的连续依赖性与可微性
1.2.3自治系统与非自治系统解的性质
1.3李雅普诺夫稳定性的定义
1.3.1几点说明
1.3.2稳定性、不稳定性与一致稳定性
1.3.3吸引、渐近稳定与一致渐近稳定
1.3.4指数稳定
1.4稳定性定义的补充说明与示例
1.4.1稳定性定义中的初始扰动与初始时刻
1.4.2渐近稳定性定义中的等度性
1.4.3各种稳定性概念之间的关係与例子
1.4.4稳定性的几个等价命题
1.5问题与习题
1.6附注与总结
1.6.1关于稳定性定义的发展演变
1.6.2轨道稳定性与非线性系统的振动现象
1.6.3本章小结与评述
第2章自治系统的稳定性
2.1正定函式
2.1.1正定函式的一般定义
2.1.2二次型
2.1.3一般V（x）的符号判定
2.1.4V（x）的几何形象
2.2李雅普诺夫基本定理
2.2.1稳定性定理
2.2.2渐近稳定性定理
2.2.3不稳定性定理
2.3拉萨尔不变原理
2.4线性定常系统的稳定性与一次近似方法
2.4.1线性定常系统稳定性的直接判据
2.4.2线性定常系统李雅普诺夫稳定性定理
2.4.3一次近似方法
2.5吸引域
2.5.1吸引域的定义与性质
2.5.2吸引域的估计
2.6问题与习题
2.7附注与总结
2.7.1李雅普诺夫第一方法
2.7.2套用李雅普诺夫函式进行系统性能分析
2.7.3本章小结与评述
第3章非自治系统的稳定性
3.1时变正定函式、K（KL）类函式与稳定性定义的重新描述
3.1.1时变正定函式
3.1.2K类函式与KL类函式以及稳定性定义的重新描述
3.2稳定性定理
3.2.1稳定性定理
3.2.2一致稳定性定理
3.2.3一致渐近稳定性定理
3.2.4指数稳定性定理
3.2.5不稳定性定理
3.3线性时变系统稳定性与一次近似方法
3.3.1线性时变系统稳定性的性质
3.3.2直接判据
3.3.3李雅普诺夫定理
3.3.4非自治系统的一次近似方法
3.4逆定理
3.5非自治系统的渐近稳定性定理、Barbalat引理与类不变集定理
3.5.1非自治系统的渐近稳定性定理
3.5.2Barbalat引理与类不变集定理
3.5.3Matrosov定理
3.6问题与习题
3.7附注与总结
3.7.1线性时变系统稳定性判别的补充
3.7.2本章小结与评述
第4章稳定性理论的扩展（Ⅰ）
4.1李雅普诺夫函式的构造
4.1.1常係数线性系统的巴尔巴欣公式
4.1.2二次型方法的推广
4.1.3线性类比法
4.1.4能量函式法
4.1.5分离变数法
4.1.6变梯度法
4.2比较方法
4.2.1常微分方程理论中的比较定理
4.2.2稳定性中的比较方法
4.3部分变数稳定性
4.3.1基本定义
4.3.2V函式的性质
4.3.3关于部分变元稳定性的基本定理
4.4扰动系统的稳定性
4.4.1标称系统为指数稳定情形
4.4.2标称系统为一致渐近稳定情形
4.4.3线性时变系统的存在扰动项情形
4.5有界性与最终有界性
4.5.1有界性
4.5.2一致最终有界性
4.6扰动系统的有界与最终有界
4.6.1标称系统为指数稳定情形
4.6.2标称系统为一致渐近稳定情形
4.6.3V函式微分不等式的另一种情形
4.7问题与习题
4.8附注与总结
4.8.1係数冻结法
4.8.2中心流形定理
4.8.3本章小结与评述
第5章稳定性理论的扩展（Ⅱ）
5.1反馈控制系统的绝对稳定性
5.1.1非线性系统的绝对稳定性与鲁里叶问题
5.1.2绝对稳定性判据：二次型加积分项的V函式方法
5.1.3绝对稳定性的波波夫判据
5.1.4圆判据：古典控制理论中Nyquist判据的推广
5.2周期係数系统的稳定性
5.2.1特徵方程
5.2.2李雅普诺夫变换、拓扑等价与周期係数系统的可化性
5.2.3稳定性判据与解的几何特徵
5.2.4周期係数线性系统解的结构
5.3切换系统的稳定性
5.3.1切换系统模型
5.3.2切换系统的基本特性
5.3.3切换系统的稳定性
5.4非线性系统的有限时间稳定
5.4.1有限时间稳定性定义
5.4.2基于李雅普诺夫方法的有限时间稳定判据
5.4.3齐次系统有限时间稳定判据
5.5力学系统的稳定性
5.5.1保守力系统的稳定性
5.5.2耗散力学系统的稳定性
5.5.3陀螺力学系统的稳定性
5.6问题与习题
5.7附注与总结
5.7.1有心力运动的稳定性
5.7.2卫星运动的稳定性
5.7.3本章小结与评述
第6章系统的输入输出特性、无源性与耗散性
6.1系统的输入输出稳定性与小增益定理
6.1.1系统的输入输出稳定性
6.1.2小增益定理
6.2输入状态稳定性、输入输出稳定性与李雅普诺夫稳定性
6.2.1输入状态稳定性
6.2.2输入输出稳定性与李雅普诺夫稳定
6.3耗散性与无源性
6.3.1耗散性与无源性的概念
6.3.2无源性与L2稳定性以及李雅普诺夫稳定性的联繫
6.3.3基于无源性的刚体姿态控制
6.4互联繫统的无源性
6.5线性系统的正实性与有界实性
6.5.1线性系统的正实性
6.5.2线性系统的有界实性
6.6问题与习题
6.7附注与总结
6.7.1欧拉一拉格朗日系统的无源性与稳定性
6.7.2连线埠受控耗散哈密顿系统的稳定性
6.7.3本章小结与评述
第7章基于李雅普诺夫稳定性理论的非线性控制系统设计：反步法与滑模控制
7.1引言
7.2非线性系统反步设计方法
7.2.1反步法的基本方法
7.2.2多输入系统的反步法
7.3滑模控制
7.3.1滑模控制的基本方法
7.3.2滑模控制的设计方法
7.3.3滑模控制中的不连续控制信号与抖振
7.3.4刚体姿态的滑模控制
7.4终端滑模控制
7.4.1终端滑模的基本方法
7.4.2基于终端滑模的卫星姿态控制律设计
7.5分数阶系统稳定性及分数阶滑模控制
7.5.1分数阶系统的基础理论
7.5.2分数阶系统的稳定性
7.5.3分数阶滑模控制
7.5.4挠性太空飞行器姿态的分数阶滑模控制器设计