《系統最最佳化及控制》是1998年機械工業出版社出版的圖書，作者是符曦。
基本介紹
- 作者：符曦
- ISBN：9787111046424
- 頁數：560
- 定價：28.0
- 出版社：機械工業出版社
- 出版時間：1998-08
- 裝幀：平裝
內容介紹,作品目錄,
內容介紹
本書從工程套用角度出發，系統地介紹了最最佳化理論、方法、
設計及控制，目的是使讀者能正確運用最最佳化技術去解決實際工
程中的具體問題。本書共分12章，在敘述最最佳化理論基礎上，有
針對性地闡明了主要最最佳化方法的思路和算法以及有選擇性地介
紹了包括機電、土木、化工、管理等學科領域的最佳化設計和最優
控制的套用示例，給出了系統的建模、參數選擇、仿真和實時控
制結果。本書配有例題和習題，注意物理概念，強調實用性。
本書讀者以工程技術人員為主，亦可作為科研人員及大專院
校教師、研究生和學生的參考用書。
作品目錄
目 錄
《電氣自動化新技術叢書》序言
前言
第1章 緒論
1.1概述
1.2最最佳化的基本問題
1.2.1數學模型的建立
1.2.2最最佳化問題的分類
1.3最最佳化問題的求解方法
1.4最優控制問題
1.4.1最優控制問題的性能指標
1.4.2最優控制問題的提法
1.4.3最優控制問題的分類
習題
第2章 函式的極值
2.1極值與極值點
2.2函式的極值
2.2.1一元函式的極值
2.2.2二元函式的極值
2.2.3多元函式的極值
2.3具有等式約束條件函式的極值
2.4函式的凸性與充分性
習題
第3章 變分法
3.1變分法的基本概念
3.1.1泛函的概念
3.1.2泛函的變分
3.1.3泛函的極值
3.1.4變分學的基本引理
3.2無約束條件的最最佳化問題
3.2.1端點固定的情況
3.2.2端點變動的情況
3.3具有等式約束條件的最最佳化問題
3.3.1微分約束――待定函式法
3.3.2積分約束――等邊周問題
3.3.3端點等式約束
3.3.4內點等式約束
3.3.5等式約束下泛函極值的充分條件
3.4套用變分法求解最優控制問題
3.4.1變分法中的三類基本問題
3.4.2變分法套用示例
習題
第4章 最小值原理
4.1連續系統的最小值原理
4.1.1概述
4.1.2最小值原理的證明
4.2最小值原理的幾種具體形式
4.2.1時不變情況
4.2.2時變情況
4.2.3末值型性能指標情況
4.2.4積分型性能指標情況
4.3末態約束的最小值原理
4.3.1末態約束問題
4.3.2有積分限制的問題
4.4離散系統的最小值原理
4.4.1離散最優控制問題的提法
4.4.2離散歐拉方程
4.4.3離散系統的最小值原理
4.4.4連續和離散最小值原理的比較
4.5連續系統的離散化處理
習題
第5章 最短時間和最少燃料的最優控制
5.1砰－砰控制原理
5.2非線性系統的時間、燃料最優控制
5.2.1非線性系統的最短時間控制問題
5.2.2非線性系統的最少燃料控制問題
5.3線性時不變系統的時間、燃料最優控制
5.3.1線性時不變系統的最短時間控制問題
5.3.2線性時不變系統的最少燃料控制問題
5.4雙積分模型的時間、燃料最優控制
5.4.1雙積分模型的最短時間控制問題
5.4.2雙積分模型的最少燃料控制問題
5.5時間－燃料綜合最優控制
習題
第6章 動態規劃
6.1多級決策過程及最優性原理
6.1.1多級決策過程
6.1.2最優性原理
6.2離散控制系統的動態規劃
6.2.1動態規劃遞推方程
6.2.2離散系統的線性調節器問題
6.3連續控制系統的動態規劃
6.4動態規劃與變分法、最小值原理的關係
6.4.1動態規劃與變分法
6.4.2動態規劃與最小值原理
習題
第7章 線性二次型的最優控制
7.1線性二次型問題
7.2狀態調節器
7.2.1有限時間狀態調節器問題
7.2.2無限時間狀態調節器問題
7.2.3狀態調節器的穩定性和相位裕度
7.3輸出調節器
7.3.1有限時間輸出調節器問題
7.3.2無限時間輸出調節器問題
7.4跟蹤器
7.4.1線性時變系統的跟蹤問題
7.4.2線性定常系統的跟蹤問題
習題
第8章 單變數函式的最最佳化方法
8.1區間消去法的基本概念
8.2菲波納奇法
8.2.1菲波納奇數列
8.2.2計算試探點的公式
8.2.3菲波納奇法計算步驟及程式框圖
8.3黃金分割法（0.618法）
8.3.1黃金分割法（0.618法）簡介
8.3.20.618法與菲波納奇法的關係
8.3.30618法計算步驟及程式框圖
8.3.40.618法程式示例
8.4函式逼近法（插值法）
8.4.1拋物線插值法（二次插值法）
8.4.2三次插值法
習題
第9章 無約束多變數函式的最最佳化方法
9.1變數輪換法
9.1.1變數輪換法的計算方法
9.1.2變數輪換法的計算步驟及程式框圖
9.1.3變數輪換法的存在問題
9.2單純形法
9.2.1單純形的轉換
9.2.2單純形法的計算步驟及程式框圖
9.2.3單純形法程式示例
9.3最速下降法
9.3.1梯度和梯度方向
9.3.2最速下降法的計算公式
9.3.3最速下降法的計算步驟及程式框圖
9.4牛頓法
9.4.1牛頓法的疊代計算公式
9.4.2牛頓法的計算步驟及程式框圖
9.4.3擬牛頓法
9.5共軛梯度法
9.5.1共軛方向
9.5.2共軛梯度法的計算步驟及程式框圖
9.5.3共軛梯度法程式示例
習題
第10章 有約束多變數函式的最最佳化方法
10.1拉格朗日乘子法
10.1.1等式約束時極值存在的必要條件
10.1.2拉格朗日乘子法
10.1.3拉格朗日乘子法程式示例
10.2懲罰函式法
10.2.1懲罰函式法的基本概念
10.2.2外罰函式法和內罰函式法（外點法和內點法）
10.2.3混合懲罰函式法
10.3可行方向法
10.3.1可行方向法的基本概念
10.3.2線性約束情況的可行方向法
10.3.3非線性約束情況的可行方向法
10.4梯度投影法
10.4.1投影和投影矩陣
10.4.2梯度投影法
習題
第11章 控制系統的最佳化設計
11.1最佳化設計概述
11.1.1最佳化設計的一般過程
11.1.2最佳化設計的基本原則
11.1.3最佳化方法的選擇
11.1.4最佳化設計的特點
11.2鋼筋混凝土與桿繫結構的最佳化設計
11.2.1鋼筋混凝土矩形截面梁的最佳化設計
11.2.2鋼筋混凝土框架截面的最佳化設計
11.3直流電動機跟蹤系統補償校正的最佳化設計
11.3.1系統的數學模型及目標函式的確定
11.3.2最佳化設計及初始值的選擇
11.3.3仿真結果分析及程式示例
11.4控制系統PID調節器參數的最佳化設計
11.4.1控制系統的數學模型及目標函式的確定
11.4.2控制系統PID調節器參數最最佳化方法
11.4.3最佳化設計的程式示例
11.5飛航式飛彈總體主要參數的最佳化設計
11.5.1飛彈主要參數最佳化設計的數學模型
11.5.2綜合目標函式
11.5.3最佳化設計示例
11.6行星齒輪傳動裝置的最佳化設計
11.6.1數學模型及目標函式的確定
11.6.2最最佳化方法及計算程式框圖
第12章 最優控制系統
12.1多台電機協調運轉的最優控制
12.1.1誤差變數法的基本原理
12.1.2系統的數學模型及閉環系統結構圖
12.1.3系統的仿真試驗及結果分析
12.2玻璃窯爐燃燒過程自尋最優控制
12.2.1步進式搜尋自尋優控制原理
12.2.2玻璃窯爐燃燒過程自尋最優控制方案
12.2.3步進式搜尋自尋最優點控制算法
12.2.4實測曲線及套用效果
12.3丙烷脫瀝青過程的最優控制
12.3.1丙烷脫瀝青過程的數學模型
12.3.2丙烷脫瀝青過程的操作最佳化
12.4電阻爐溫度的最優控制
12.4.1電阻爐的數學模型
12.4.2最優控制規律
12.4.3實驗曲線及結果分析
12.5自動焊接裝置的最優控制
12.5.1最優控制器的數學模型
12.5.2具有預先給定極點的系統設計
12.5.3系統最優設計參數的選擇
12.5.4試驗曲線及結果
126城市道路交叉口交通的最優控制
12.6.1道路交通流的最優預測模型
12.6.2交叉口交通的感應最優控制
12.6.3仿真試驗及結果
參考文獻
《電氣自動化新技術叢書》序言
前言
第1章 緒論
1.1概述
1.2最最佳化的基本問題
1.2.1數學模型的建立
1.2.2最最佳化問題的分類
1.3最最佳化問題的求解方法
1.4最優控制問題
1.4.1最優控制問題的性能指標
1.4.2最優控制問題的提法
1.4.3最優控制問題的分類
習題
第2章 函式的極值
2.1極值與極值點
2.2函式的極值
2.2.1一元函式的極值
2.2.2二元函式的極值
2.2.3多元函式的極值
2.3具有等式約束條件函式的極值
2.4函式的凸性與充分性
習題
第3章 變分法
3.1變分法的基本概念
3.1.1泛函的概念
3.1.2泛函的變分
3.1.3泛函的極值
3.1.4變分學的基本引理
3.2無約束條件的最最佳化問題
3.2.1端點固定的情況
3.2.2端點變動的情況
3.3具有等式約束條件的最最佳化問題
3.3.1微分約束――待定函式法
3.3.2積分約束――等邊周問題
3.3.3端點等式約束
3.3.4內點等式約束
3.3.5等式約束下泛函極值的充分條件
3.4套用變分法求解最優控制問題
3.4.1變分法中的三類基本問題
3.4.2變分法套用示例
習題
第4章 最小值原理
4.1連續系統的最小值原理
4.1.1概述
4.1.2最小值原理的證明
4.2最小值原理的幾種具體形式
4.2.1時不變情況
4.2.2時變情況
4.2.3末值型性能指標情況
4.2.4積分型性能指標情況
4.3末態約束的最小值原理
4.3.1末態約束問題
4.3.2有積分限制的問題
4.4離散系統的最小值原理
4.4.1離散最優控制問題的提法
4.4.2離散歐拉方程
4.4.3離散系統的最小值原理
4.4.4連續和離散最小值原理的比較
4.5連續系統的離散化處理
習題
第5章 最短時間和最少燃料的最優控制
5.1砰－砰控制原理
5.2非線性系統的時間、燃料最優控制
5.2.1非線性系統的最短時間控制問題
5.2.2非線性系統的最少燃料控制問題
5.3線性時不變系統的時間、燃料最優控制
5.3.1線性時不變系統的最短時間控制問題
5.3.2線性時不變系統的最少燃料控制問題
5.4雙積分模型的時間、燃料最優控制
5.4.1雙積分模型的最短時間控制問題
5.4.2雙積分模型的最少燃料控制問題
5.5時間－燃料綜合最優控制
習題
第6章 動態規劃
6.1多級決策過程及最優性原理
6.1.1多級決策過程
6.1.2最優性原理
6.2離散控制系統的動態規劃
6.2.1動態規劃遞推方程
6.2.2離散系統的線性調節器問題
6.3連續控制系統的動態規劃
6.4動態規劃與變分法、最小值原理的關係
6.4.1動態規劃與變分法
6.4.2動態規劃與最小值原理
習題
第7章 線性二次型的最優控制
7.1線性二次型問題
7.2狀態調節器
7.2.1有限時間狀態調節器問題
7.2.2無限時間狀態調節器問題
7.2.3狀態調節器的穩定性和相位裕度
7.3輸出調節器
7.3.1有限時間輸出調節器問題
7.3.2無限時間輸出調節器問題
7.4跟蹤器
7.4.1線性時變系統的跟蹤問題
7.4.2線性定常系統的跟蹤問題
習題
第8章 單變數函式的最最佳化方法
8.1區間消去法的基本概念
8.2菲波納奇法
8.2.1菲波納奇數列
8.2.2計算試探點的公式
8.2.3菲波納奇法計算步驟及程式框圖
8.3黃金分割法（0.618法）
8.3.1黃金分割法（0.618法）簡介
8.3.20.618法與菲波納奇法的關係
8.3.30618法計算步驟及程式框圖
8.3.40.618法程式示例
8.4函式逼近法（插值法）
8.4.1拋物線插值法（二次插值法）
8.4.2三次插值法
習題
第9章 無約束多變數函式的最最佳化方法
9.1變數輪換法
9.1.1變數輪換法的計算方法
9.1.2變數輪換法的計算步驟及程式框圖
9.1.3變數輪換法的存在問題
9.2單純形法
9.2.1單純形的轉換
9.2.2單純形法的計算步驟及程式框圖
9.2.3單純形法程式示例
9.3最速下降法
9.3.1梯度和梯度方向
9.3.2最速下降法的計算公式
9.3.3最速下降法的計算步驟及程式框圖
9.4牛頓法
9.4.1牛頓法的疊代計算公式
9.4.2牛頓法的計算步驟及程式框圖
9.4.3擬牛頓法
9.5共軛梯度法
9.5.1共軛方向
9.5.2共軛梯度法的計算步驟及程式框圖
9.5.3共軛梯度法程式示例
習題
第10章 有約束多變數函式的最最佳化方法
10.1拉格朗日乘子法
10.1.1等式約束時極值存在的必要條件
10.1.2拉格朗日乘子法
10.1.3拉格朗日乘子法程式示例
10.2懲罰函式法
10.2.1懲罰函式法的基本概念
10.2.2外罰函式法和內罰函式法（外點法和內點法）
10.2.3混合懲罰函式法
10.3可行方向法
10.3.1可行方向法的基本概念
10.3.2線性約束情況的可行方向法
10.3.3非線性約束情況的可行方向法
10.4梯度投影法
10.4.1投影和投影矩陣
10.4.2梯度投影法
習題
第11章 控制系統的最佳化設計
11.1最佳化設計概述
11.1.1最佳化設計的一般過程
11.1.2最佳化設計的基本原則
11.1.3最佳化方法的選擇
11.1.4最佳化設計的特點
11.2鋼筋混凝土與桿繫結構的最佳化設計
11.2.1鋼筋混凝土矩形截面梁的最佳化設計
11.2.2鋼筋混凝土框架截面的最佳化設計
11.3直流電動機跟蹤系統補償校正的最佳化設計
11.3.1系統的數學模型及目標函式的確定
11.3.2最佳化設計及初始值的選擇
11.3.3仿真結果分析及程式示例
11.4控制系統PID調節器參數的最佳化設計
11.4.1控制系統的數學模型及目標函式的確定
11.4.2控制系統PID調節器參數最最佳化方法
11.4.3最佳化設計的程式示例
11.5飛航式飛彈總體主要參數的最佳化設計
11.5.1飛彈主要參數最佳化設計的數學模型
11.5.2綜合目標函式
11.5.3最佳化設計示例
11.6行星齒輪傳動裝置的最佳化設計
11.6.1數學模型及目標函式的確定
11.6.2最最佳化方法及計算程式框圖
第12章 最優控制系統
12.1多台電機協調運轉的最優控制
12.1.1誤差變數法的基本原理
12.1.2系統的數學模型及閉環系統結構圖
12.1.3系統的仿真試驗及結果分析
12.2玻璃窯爐燃燒過程自尋最優控制
12.2.1步進式搜尋自尋優控制原理
12.2.2玻璃窯爐燃燒過程自尋最優控制方案
12.2.3步進式搜尋自尋最優點控制算法
12.2.4實測曲線及套用效果
12.3丙烷脫瀝青過程的最優控制
12.3.1丙烷脫瀝青過程的數學模型
12.3.2丙烷脫瀝青過程的操作最佳化
12.4電阻爐溫度的最優控制
12.4.1電阻爐的數學模型
12.4.2最優控制規律
12.4.3實驗曲線及結果分析
12.5自動焊接裝置的最優控制
12.5.1最優控制器的數學模型
12.5.2具有預先給定極點的系統設計
12.5.3系統最優設計參數的選擇
12.5.4試驗曲線及結果
126城市道路交叉口交通的最優控制
12.6.1道路交通流的最優預測模型
12.6.2交叉口交通的感應最優控制
12.6.3仿真試驗及結果
參考文獻
