現代控制理論與方法概論

內容簡介

本書主要面向機械類、儀器類專業背景的高年級本科生和研究生，可作為《控制工程基礎（第二版）》（董景新等編著，清華大學出版社2003年出版）的後續教材，也可供相關領域的科技人員參考。

全書分4大部分共23章。第1部分（第1~7章）介紹現代控制理論的基礎知識，主要內容包括概述、控制系統的狀態空間法、線性控制系統狀態方程的解、線性系統的能控性和能觀測性、系統的穩定性、線性控制系統的綜合以及控制理論中需要用到的最優估計理論基礎知識。第2部分（第8~14章）介紹最優控制方面的內容，包括最優控制概述、變分法求最優控制、極大值原理、動態規劃法、時間最優控制、線性二次型最優控制、線性系統的隨機最優控制。第3部分（第15~17章）介紹自適應控制方面的內容，包括自適應控制概述、模型參考自適應控制、自校正控制。第4部分（第18~23章）介紹智慧型控制方面的內容，包括智慧型控制概述、模糊控制、神經網路控制、混沌控制、遺傳算法以及第23章的倒立擺控制實例。

前言

隨著機電一體化技術的迅猛發展，面對高技術機電產品在市場上的激烈競爭，原先對控制技術涉足較少的機械類、儀器類學科對控制技術的需求空前增長。日新月異的高技術創新型機電產品翻新越來越快，經典控制技術已經難以完全勝任，最優控制、自適應控制、智慧型控制等現代控制技術在機械類、儀器類學科的引入是歷史的必然。本書試圖面對機械類、儀器類在本科階段已經學過經典控制理論的研究生、本科高年級學生和工程技術人員介紹現代控制理論和方法的基本內容。本教材著重於概念的建立和理解，不追求嚴格的定理理論證明，同時書中力圖引入一些例題幫助讀者理解概念和方法，側重於套用。

本書分4大部分共23章。第1部分共7章，介紹現代控制理論的基礎知識，主要內容包括概述、控制系統的狀態空間法、線性控制系統狀態方程的解、線性系統的能控性和能觀測性、系統的穩定性、線性控制系統的綜合、控制理論中需要用到的最優估計理論基礎知識。第2部分共7章，介紹最優控制方面的內容，包括最優控制概述、變分法求最優控制、極大值原理、動態規劃法、時間最優控制、線性二次型最優控制、線性系統的隨機最優控制。第3部分共3章，介紹自適應控制方面的內容，包括概述、模型參考自適應控制、自校正控制。第4部分共6章，介紹智慧型控制方面的內容，前5章包括概述、模糊控制、神經網路控制、混沌控制、遺傳算法。最後一章介紹倒立擺控制實例。為了更好地理解和掌握本書的內容，除各章正文中的例題外，在各章後均選編了有關習題，書後還有部分習題的參考答案，以便讀者自學。

本教材第7章最優估計理論基礎和第19章模糊控制由吳秋平副教授編寫，其他章節由董景新教授編寫，全書由董景新教授統稿，第23章的實例主要由研究生李愷提供。

現代控制理論和技術領域廣闊，內容浩瀚，並處於不斷發展中。在編寫本書的過程中，筆者深感欲寫好這類教材，不僅需要教學經驗，同時必須具備控制理論的功底，而且還需要在機械和控制技術方面豐富的實踐經驗。筆者自感缺憾很多，錯誤疏漏在所難免，懇請讀者不吝賜教。

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