本書是工科院校自動控制類各研究方向的碩士研究生和高年級本科生的“最優控制”課程教材。基本內容有：變分法、連續系統最優控制、線性連續系統的二次型調節器(LQR)、離散系統最優控制、最大值原理、動態規劃。為配合上述六個基本內容，列舉了兩個套用實例，即LQR在電力系統中的套用、最小值原理在登月軟著陸中的套用。本書內容適合於40學時的教學。
此外，本書還安排有最優控制的數值計算方法和奇異控制的內容，使讀者對“最優控制”有完整的了解。
本書用MATLAB完成數值計算，並使用MATLAB的Symbolic Math工具箱（特別是用符號數學工具箱求取TPBVP的解析解）、Control System工具箱和Simulink（特別是用它對Bang-Bang控制完成仿真）等。
本書注重闡述思想和概念，演算明晰，力求流暢，以利閱讀；部分章後附有課外閱讀的參考文獻、習題和上機安排。所以，本書不僅是碩士研究生和高年級本科生的教材，也可以作為自動控制技術人員的進修讀物。
基本介紹
- 書名：最優控制理論與套用
- 作者： 吳受章 編著
- ISBN：9787111231806
- 定價：￥26.00
- 出版社：機械工業出版社
- 出版時間：2008-03-12
- 裝幀：平裝
基本信息,目錄,
基本信息
叢書名： 普通高等教育電氣工程與自動化類“十一五”規劃教材
字數： 393000
版次： 1
頁數： 242
紙張： 膠版紙
所屬分類： 圖書 >> 計算機/網路 >> 人工智慧
目錄
序
前言
緒論
0.1 從經典的反饋控制到最優控制
0.2 如何使用本書
第1章 變分法
1.0 引言
1.1 泛函
1.2 變分的推演
1.3 Euler方程
1.4 向量情況
1.5 有約束的情況
1.6 端點可變的情況
1.7 變分的另一種定義
1.8 變分與Fr6chet微分
1.9 含高階導數的泛函求極值
1.10 小結
習題
參考文獻
第2章 連續系統最優控制
2.0 引言
2.1 時間端點固定的情況
2.2 有終端函式約束的情況
2.3 終時不指定的情況
2.4 考慮其他幾種約束
2.4.1 積分約束
2.4.2 狀態和控制的等式約束
2.4.3 狀態和控制的不等式約束
2.4.4 角隅條件
2.5 用MATLAB的符號數學工具箱求TPBVP的解析解
2.5.1 解題
2.5.2 技巧
2.6 小結
習題
參考文獻
第3章 線性連續系統的二次型調節器
3.0 引言
3.1 有限時間(狀態)調節器問題
3.1.1 時變情況
3.1.2 非時變情況
3.2 有限時間輸出調節器問題
3.3 無限時間輸出調節器問題
3.3.1 矩陣Riccati代數方程
3.3.2 P的解析解
3.3.3 P的數值解
3.3.4 利用控制系統工具箱
3.4 使用LQR系統的穩定裕量
3.5 伺服、跟蹤與模型跟隨
3.5.1 跟蹤系統的控制器設計
3.5.2 伺服系統的控制器設計
3.5.3 模型跟隨系統的控制器設計
3.6 小結
習題
附錄3A 一些運算
附錄3B 線性系統的一些結果
參考文獻
第4章 離散系統最優控制
4.0 引言
4.1 離散變分法與Euler方程
4.2 離散系統最優控制
4.3 有限時間離散LQR問題
4.3.1 時變情況
4.3.2 非時變情況
4.4 無限時間離散LQR問題
4.4.1 矩陣Riccati代數方程
4.4.2 P的解析解
4.4.3 P的數值解
4.4.4 利用控制系統工具箱
4.5 小結
習題
參考文獻
第5章 最大值原理
5.0 引言
5.1 最小值原理
5.2 Bang-Bang控制
5.3 時間最優控制系統的性質
5.4 無阻尼運動的時間最優控制
5.5 存在恢復力時無阻尼運動的時間最優控制
5.6 燃料最優控制系統的性質
5.7 無阻尼運動的燃料最優控制
5.8 Simulink用於Bang-Bang控制的仿真
5.8.1 無阻尼運動的時間最優控制的仿真
5.8.2 存在恢復力時無阻尼運動的時間最優控制的仿真
5.8.3 無阻尼運動的燃料最優控制的仿真
5.9 小結
習題
附錄5A 抽象空間
附錄5B 狀態轉移矩陣的一個性質
附錄5C 系統模組等
參考文獻
第6章 動態規劃
6.0 引言
6.1 多段決策過程
6.1.1 動態系統的特點
6.1.2 多段決策
6.2 動態規劃的基本思想
6.3 用動態規劃求解離散LQR問題
6.4 動態規劃的上機計算步驟
6.4.1 算法
6.4.2 插值
6.4.3 程式框圖
6.4.4 優缺點
6.5 動態規劃的連續形式
6.5.1 HJB方程
6.5.2 HJB方程與最小值原理的關係
6.6 用HJB方程求解連續LQR問題
6.7 微分動態規劃
6.8 小結
參考文獻
第7章 最優控制的數值計算
7.0 引言
7.1 兩點邊值問題的幾種解法
7.1.1 二次變分法
7.1.2 擬線性化法
7.2 數學規劃與確定性最優控制
附錄7A Newton--Raphson疊代
第8章 奇異控制
8.0 引言
8.1 廣義Legendre-clebsch條件
8.2 LQR問題的奇異解
第9章 LQR在電力系統中的套用
9.0 引言
9.1 記號
9.2 系統模型
9.3 控制器設計
9.4 試驗結果
9.5小結
參考文獻
第10章 最小值原理在登月軟著陸中的套用
10.0 引言
10.1 系統方程與性能度量
10.2 最佳化問題提法
10.3 控制器設計
10.3.1 在整個降落階段
10.3.2 在整個降落階段
10.4 小結
10.5 附記
參考文獻
尾聲
鳴謝
