編輯推薦

1、 從不同類型的實際問題齣發，說明*優控製問題的背景和特點。

2、 對*優控製理論方法的介紹，從簡到難，由淺入深，便於學生循序漸進地學習，逐漸加深對理論方法的理解。

3、 適當選取內容，避免工科學生不熟悉的數學基礎，便於教學和自學。

4、 舉例盡可能結閤實際問題，提高學生學習理論方法的興趣，激發學生利用所學理論方法求解實際問題的積*性。

5、 適當安排習題，以便加強學生對主要知識點的理解和掌握。

內容簡介

　　本書主要介紹優控製理論的基礎知識，包括優控製係統設計的基本方法，即變分法、*小值原理和動態規劃；介紹優控製幾類典型問題的求解，包括時間短控製和燃料省控製、綫性二次型優調節控製、綫性優跟蹤控製；簡要介紹H2和H∞控製理論及基於信號補償的魯棒優控製方法。本書可作為自動化專業研究生的教科書，也可作為其他與控製相關專業的研究生以及科技人員的參考書。

目錄

第1章最優控製問題的提齣和數學描述

1.1最優控製問題舉例

1.2最優控製問題的數學描述

習題1

第2章函數極值的基本理論

2.1嚮量函數的無條件極值

2.2等式約束下的嚮量函數極值

2.3不等式約束下的嚮量函數極值

習題2

第3章最優控製中的變分法

3.1變分法基本原理

3.2無終端約束的最優控製

3.3終端固定約束的最優控製

3.4終端等式約束的最優控製

3.5終端時刻自由的最優控製

3.6內點等式約束的最優控製

3.7離散時間係統最優控製

習題3

第4章極小值原理

4.1定常係統極小值原理

4.2時變係統極小值原理

4.3不等式過程約束下的最優控製

4.4積分過程約束下的最優控製

4.5離散時間係統極小值原理

習題4

第5章動態規劃

5.1Bellman最優性原理

5.2離散係統最優控製的動態規劃求解

5.3連續係統最優控製的動態規劃求解

5.4三種經典方法的比較

習題5

第6章時間最短和燃料最省控製

6.1時間最短控製與Bang�睟ang控製原理

6.2綫性定常係統時間最短控製

6.3綫性定常係統燃料最省控製

6.4時間與燃料綜閤最優控製

習題6

第7章綫性二次型最優調節器設計

7.1最優調節器問題

7.2連續時間係統有限時間最優狀態調節器

7.3連續時間係統無限時間最優狀態調節器

7.3.1綫性時變係統的情形

7.3.2綫性定常係統的情形

7.3.3無限時間最優狀態調節係統的穩定性

7.4指定衰減速度的最優狀態調節器

7.5利用狀態觀測器的最優狀態調節器

7.5.1全維狀態觀測器的情形

7.5.2降維狀態觀測器的情形

7.6離散時間係統最優狀態調節器

7.6.1離散時間係統有限時間最優調節器

7.6.2離散時間係統無限時間最優調節器

習題7

第8章最優狀態調節係統的魯棒穩定性

8.1最優狀態調節器的頻域公式

8.2最優狀態調節係統的穩定餘量

8.3最優狀態調節係統對非綫性攝動的魯棒穩定性

習題8

第9章最優控製係統的漸近特性和加權矩陣的選擇

9.1單輸入最優控製係統閉環極點的漸近特性

9.2多輸入最優控製係統閉環極點的漸近特性

9.3綫性最優調節器的加權矩陣選取

習題9

第10章綫性最優跟蹤控製器設計

10.1軌跡跟蹤問題的三種類型

10.2連續時間係統最優跟蹤控製器

10.2.1連續係統最優伺服控製器

10.2.2連續係統最優跟蹤控製器

10.2.3連續係統最優模型跟隨控製器

10.3離散時間係統最優跟蹤控製器

10.3.1離散係統最優伺服控製器

10.3.2離散係統最優跟蹤控製器

10.3.3離散係統最優模型跟隨控製器

習題10

最優控製

目錄

第11章H2和H∞控製理論

11.1引論

11.2H2和H∞控製問題的描述

11.3綫性定常係統H2控製

11.3.1狀態反饋H2控製

11.3.2輸齣反饋H2控製

11.3.3H2控製器設計舉例

11.4綫性定常係統H∞控製

11.4.1狀態反饋H∞次優控製

11.4.2輸齣反饋H∞次優控製

11.4.3H∞最優控製

11.4.4H∞控製器設計舉例

11.4.5H2控製與H∞控製特性比較

習題11

第12章魯棒最優控製器設計

12.1不確定受控對象描述

12.2魯棒綫性二次型最優調節器設計

12.3魯棒綫性二次型最優動態輸齣反饋調節器設計

12.4魯棒綫性二次型最優伺服控製器設計

12.5魯棒最優控製器設計舉例

12.6擴展與應用

習題12

附錄A矩陣微分與嚮量函數的Taylor展開

A.1對標量的微分

A.2對嚮量的微分

A.3對矩陣的微分

A.4復閤函數的情形

A.5嚮量函數的Taylor展開

參考文獻

前言/序言

為適應我國對高等學校自動化專業人纔培養的需要，配閤各高校教學改革的進程，創建一套符閤自動化專業培養目標和教學改革要求的新型自動化專業係列教材，“教育部高等學校自動化專業教學指導分委員會”(簡稱“教指委”)聯閤瞭“中國自動化學會教育工作委員

會”、“中國電工技術學會高校工業自動化教育專業委員會”、“中國係統仿真學會教育工作委員會”和“中國機械工業教育協會電氣工程及自動化學科委員會”四個委員會，以教學創新為指導思想，以教材帶動教學改革為方針，設立專項資助基金，采用全國公開招標方式，組織編寫齣版瞭一套自動化專業係列教材——《全國高等學校自動化專業係列教材》。

本係列教材主要麵嚮本科生，同時兼顧研究生； 覆蓋麵包括專業基礎課、專業核心課、專業選修課、實踐環節課和專業綜閤訓練課； 重點突齣自動化專業基礎理論和前沿技術； 以文字教材為主，適當包括多媒體教材； 以主教材為主，適當包括習題集、實驗指導書、教師參考書、多媒體課件、網絡課程腳本等輔助教材； 力求做到符閤自動化專業培養目標、反映自動化專業教育改革方嚮、滿足自動化專業教學需要； 努力創造使之成為具有先進性、創新性、適用性和係統性的特色品牌教材。

本係列教材在“教指委”的領導下，從2004年起，通過招標機製，計劃用3~4年時間齣版50本左右教材，2006年開始陸續齣版問世。為滿足多層麵、多類型的教學需求，同類教材可能齣版多種版本。

本係列教材的主要讀者群是自動化專業及相關專業的大學生和研究生，以及相關領域和部門的科學工作者和工程技術人員。我們希望本係列教材既能為在校大學生和研究生的學習提供內容先進、論述係統和適於教學的教材或參考書，也能為廣大科學工作者和工程技術人員的知識更新與繼續學習提供適閤的參考資料。感謝使用本係列教材的廣大教師、學生和科技工作者的熱情支持，並歡迎提齣批評和意見。

《全國高等學校自動化專業係列教材》編審委員會

2005年10月於北京

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