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最優控制--理論方法與應用(現代電子信息科學技術基礎)

  • 作者：編者:王青//陳宇//張穎昕//侯硯澤|責編:劉英
  • 出版社：高等教育
  • ISBN：9787040639384
  • 出版日期：2025/05/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：257
人民幣：RMB 69 元      售價：元
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內容大鋼
    最優控制是現代控制理論的重要分支，目前已廣泛應用於工業生產、經濟管理以及國防軍事等領域。本書系統地介紹了最優控制理論內容，包括變分法、極小值原理、線性二次型最優控制、動態規劃方法、最優控制的計算方法、隨機最優控制、奇異最優控制、魯棒最優控制、遺傳優化演算法在最優控制中的應用，並介紹了最優控制理論在工程中的具體應用。本書融入了很多最優控制理論與應用的新成果，同時提供了豐富的工程實例，便於讀者理解並掌握最優控制理論。本書附二維碼，包含所有MATLAB模擬代碼。
    本書可作為高等工科院校自動控制及相關專業的研究生教材或高年級本科生選修教材，也可供相關領域的科研人員和工程技術人員參考。
作者介紹
編者:王青//陳宇//張穎昕//侯硯澤|責編:劉英
    王青，北京航空航天大學教授，博士生導師。分別于1993年和1996年獲得西北工業大學飛行器控制、制導與模擬專業工學碩士和博士學位，1996年至1998年在北京航空航天大學自動控制系進行博士后研究。多年來一直從事飛行器制導與控制領域的研究，主講最優控制、智能控制等課程，主持國家自然科學基金、航空科學基金及航天航空科研院所項目30余項，發表論文百余篇。
目錄
第1章  緒論
  1.1  最優控制的發展歷程
  1.2  最優控制問題的實例
    1.2.1  登月艙的月球軟著陸問題
    1.2.2  空間攔截問題
    1.2.3  生產計劃問題
  1.3  最優控制問題的描述
  1.4  本書內容安排
    1.4.1  章節結構
    1.4.2  使用建議
第2章  變分法
  2.1  泛函與變分的數學基礎
    2.1.1  泛函與變分的定義
    2.1.2  泛函極值的必要條件
  2.2  無條件泛函極值的變分原理
  2.3  等式約束泛函極值的變分原理
    2.3.1  終端時刻固定，終端狀態自由
    2.3.2  終端時刻自由，終端狀態受約束
    2.3.3  終端時刻固定，終端狀態受約束
  2.4  小結
  習題
第3章  極小值原理
  3.1  變分法的局限性
  3.2  連續系統的極小值原理
  3.3  雙積分系統的最短時間控制
  3.4  雙積分系統的最少能量控制
  3.5  時間和能量綜合最優控制
  3.6  離散系統的極小值原理
  3.7  小結
  習題
第4章  線性系統的二次型最優控制
  4.1  線性二次型最優控制的數學描述
  4.2  連續系統的有限時間狀態調節器
    4.2.1  基於極小值原理的設計方法
    4.2.2  黎卡提微分方程的求解
  4.3  連續系統的無限時間狀態調節器
    4.3.1  黎卡提代數方程
    4.3.2  LQR系統的穩定裕度分析
    4.3.3  利用MATLAB求解黎卡提代數方程
  4.4  具有指定衰減速率的無限時間狀態調節器
  4.5  連續系統的伺服跟蹤最優控制器
  4.6  離散系統的狀態調節器
    4.6.1  離散系統的有限時間狀態調節器
    4.6.2  離散系統的無限時間狀態調節器
  4.7  小結
  習題
第5章  動態規劃
  5.1  動態規劃的基本思想
    5.1.1  多級決策問題
    5.1.2  動態規劃的基本原理——最優性原理

  5.2  離散系統的動態規劃方法
  5.3  連續系統的動態規劃方法
    5.3.1  HJB方程
    5.3.2  HJB方程與極小值原理
    5.3.3  HJB方程與LQR設計問題
  5.4  小結
  習題
第6章  最優控制的計算方法
  6.1  問題描述
  6.2  直接法
    6.2.1  梯度法
    6.2.2  共軛梯度法
  6.3  間接法
    6.3.1  邊界迭代法
    6.3.2  擬線性化法
  6.4  小結
  習題
第7章  隨機最優控制
  7.1  分離定理與離散系統的隨機線性控制器
  7.2  連續系統的隨機線性控制器
  7.3  隨機線性跟蹤控制器的設計
  7.4  小結
  習題
第8章  奇異最優控制
  8.1  奇異最優控制的提出
  8.2  奇異線性二次型最優控制
  8.3  奇異最優控制的解法
  8.4  小結
  習題
第9章  魯棒控制與最優控制
  9.1  預備知識
    9.1.1  信號范數
    9.1.2  系統范數
  9.2  LQR/LQG問題與H2最優控制問題
    9.2.1  LQR與H2最優控制
    9.2.2  LQG與H2最優控制
  9.3  H∞控制理論
    9.3.1  概述
    9.3.2  H∞標準問題
    9.3.3  不確定性系統的H∞控制
  9.4  線性定常系統的H∞最優控制
    9.4.1  概述
    9.4.2  H∞控制器求解
  9.5  小結
  習題
第10章  遺傳演算法與最優控制
  10.1  傳統的加權陣選擇方法
  10.2  基於遺傳演算法的最優控制器設計
  10.3  小結
  習題

第11章  變分法應用
  11.1  實例一：變分法在溫度控制系統設計中的應用
    11.1.1  溫度控制系統描述
    11.1.2  變分法解溫度控制問題
    11.1.3  模擬驗證
  11.2  實例二：火星探測器最優小推力變軌
    11.2.1  軌道優化的數學模型
    11.2.2  地球逃逸段小推力軌道優化與模擬
第12章  極小值原理應用
  12.1  實例一：機械手轉檯最短時間控制
    12.1.1  機械手轉檯控制系統描述
    12.1.2  極小值原理求解機械手最短時間控制問題
    12.1.3  模擬分析
  12.2  實例二：最優導引律
    12.2.1  導彈運動狀態方程的建立
    12.2.2  最優導引律的設計與模擬驗證
第13章  線性二次型最優控制方法應用
  13.1  實例一：線性二次型最優控制在吊車控制中的應用
    13.1.1  橋式吊車控制系統概述
    13.1.2  系統狀態方程的建立
    13.1.3  線性二次型最優控制的設計與實現
    13.1.4  零極點配置的設計與實現
    13.1.5  結論
  13.2  實例二：線性二次型最優控制在液壓伺服系統中的應用
    13.2.1  液壓伺服系統數學模型
    13.2.2  線性二次型最優控制器的設計與模擬
    13.2.3  加權陣對系統穩定性的影響
    13.2.4  結論
第14章  動態規劃方法應用
  14.1  實例一：利用動態規劃解決熱交換器最優設計問題
    14.1.1  熱交換器設計問題描述
    14.1.2  熱交換器系統數學模型
    14.1.3  動態規劃求解交換面積分配策略
  14.2  實例二：利用動態規劃解決運行成本最小化問題
    14.2.1  運行成本最小化問題描述
    14.2.2  動態規劃求解運行成本最小化問題
    14.2.3  模擬驗證
第15章  隨機最優控制方法應用
  15.1  實例一：隨機最優控制在汽車自控系統中的應用
    15.1.1  汽車自動控制系統數學描述
    15.1.2  隨機最優控制系統設計
    15.1.3  模擬驗證
  15.2  實例二：隨機最優控制在倒立擺控制中的應用
    15.2.1  二級倒立擺系統數學模型
    15.2.2  隨機最優控制系統設計
    15.2.3  模擬驗證
第16章  遺傳演算法在最優控制中的應用
  16.1  倒立擺的數學模型
  16.2  採用遺傳演算法選擇加權陣
  16.3  模擬分析

參考文獻

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