《結構隨機跳變系統最優控制理論》是關於結構隨機跳變系統最優控制理論與套用的一本著作。書中重點介紹了近十幾年國內外學者在此領域的最新研究成果，詳細討論了離散時間和連續時間結構隨機跳變系統的機率分析、最優濾波、最優控制、H∞控制以及穩定性等新的理論和方法。《結構隨機跳變系統最優控制理論》共分12章，主要內容由四部分組成。第一部分介紹離散時間和連續時間結構隨機跳變系統的機率分析，並著重介紹利用機率密度函式及機率矩來描述上述系統的離散馬爾可夫結構參數和系統狀態的機率特徵。第二部分詳細介紹了離散時間和連續時間結構隨機跳變系統的最優濾波方法，並給出了不同跳變結構的線性系統的最優濾波算法等。第三部分介紹了基於隨機最大值原理和動態規劃法研究離散時間和連續時間結構隨機跳變系統最優控制算法以及H∞控制方法。第四部分介紹了離散時間和連續時間結構隨機跳變系統穩定性的最新研究成果。書的最後一章介紹了結構隨機跳變系統的最優濾波、最優控制及H∞控制理論的套用成果。
基本介紹
- 書名：結構隨機跳變系統最優控制理論
- 作者：方洋旺 伍友利
- 出版社：國防工業出版社
- 頁數：298頁
- 開本：16
- 品牌：國防工業出版社
- 外文名：Optimal Control Theory of Stochastic Jump System
- 類型：科學與自然
- 出版日期：2012年3月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787118080018
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
《結構隨機跳變系統最優控制理論》緊緊圍繞結構隨機跳變系統最優控制相關問題逐層展開研究，從系統結構參數和狀態過程的機率特性分析、最優濾波到最優控制，然後從系統的隨機穩定性到魯棒控制研究等，研究內容環環相扣，逐步推進。《結構隨機跳變系統最優控制理論》研究內容系統、全面，邏輯性強。
作者簡介
方洋旺，男，1966年1月生，空軍工程大學工程學院教授，博士生導師，西安交通大學和西安電子科技大學兼職教授。1998年12月畢業於西安交通大學控制科學與工程專業並獲工學博士學位，2001年4月從西安電子科技大學雷達信號處理國家重點實驗窒博士後出站，於2001年9月至2004年6月公派赴俄羅斯留學。2001年12月破格晉升為空軍工程大學教授。已主持國家“973”計畫子項目2項，國家“863”計畫4項，國家自然科學基金項目2項，出國留學歸國人員基金項目1項，以及包括總裝預研重點基金項目、軍內科研重點項目等其他項目10餘項。已出版專著《非線性系統理論與套用》、《隨機系統最優控制》、《隨機系統分析及套用》、《機載飛彈作戰效能評估》、《結構隨機跳變系統最優控制》、《航空裝備作戰建模與仿真》等6部，教材8本，發表學術論文170餘篇，被SCI、EI收錄90餘篇。獲軍隊科技進步二等獎、航空科學技術獎及其他獎項多項，獲國防發明專利8項。主要研究領域是隨機最優控制、導航制導與控制、非線性控制和智慧型信息處理等。
伍友利，男，1979年5月生。2009年6月畢業於空軍工程大學武器系統與運用工程專業並獲工學博士學位，現為空軍工程大學講師。近年來，作為課題組技術骨幹先後參與了“973”“863”基金項目各2項，國家自然科學基金項目2項，總裝備部重點基金項目l項及軍內科研等其他項目10餘項。獲軍隊科技進步二等獎1項、航空科技進步三等獎1項，申報國防發明專利8項，出版專著3部。在國內外期刊發表論文30餘篇，其中EI收錄22篇。主要研究領域為Markov跳變系統理論、智慧型控制、武器系統運用工程等。
伍友利，男，1979年5月生。2009年6月畢業於空軍工程大學武器系統與運用工程專業並獲工學博士學位，現為空軍工程大學講師。近年來，作為課題組技術骨幹先後參與了“973”“863”基金項目各2項，國家自然科學基金項目2項，總裝備部重點基金項目l項及軍內科研等其他項目10餘項。獲軍隊科技進步二等獎1項、航空科技進步三等獎1項，申報國防發明專利8項，出版專著3部。在國內外期刊發表論文30餘篇，其中EI收錄22篇。主要研究領域為Markov跳變系統理論、智慧型控制、武器系統運用工程等。
圖書目錄
第1章緒論
1.1結構隨機跳變系統研究和發展現狀
1.1.1結構隨機跳變系統基本模型
1.1.2結構隨機跳變系統穩定性研究現狀
1.1.3結構隨機跳變系統估計理論研究現狀
1.1.4結構隨機跳變系統控制理論研究現狀
1.2結構隨機跳變系統最優控制研究內容
1.3本書內容
第2章連續時間結構隨機跳變系統機率分析
2.1隨機跳變系統數學模型及分類
2.1.1隨機跳變系統模型
2.1.2隨機跳變系統分類
2.2離散馬爾可夫結構參數過程
2.2.1獨立隨機跳變系統
2.2.2分散轉移隨機跳變系統
2.2.3集中轉移隨機跳變系統
2.3分散轉移隨機跳變系統狀態過程的機率密度函式
2.4集中轉移隨機跳變系統狀態過程的機率密度函式
2.5隨機跳變系統狀態過程機率方程
2.6隨機跳變系統的機率矩方程
2.6.1非線性隨機跳變系統的機率矩
2.6.2線性隨機跳變系統的機率矩
第3章離散時間結構隨機跳變系統機率分析
3.1離散時間結構隨機跳變系統數學模型
3.2離散馬爾可夫結構參數序列（鏈）
3.2.1獨立隨機跳變系統
3.2.2分散轉移隨機跳變系統
3.2.3集中轉移隨機跳變系統
3.3分散轉移隨機跳變系統狀態過程的機率密度函式
3.4集中轉移隨機跳變系統狀態過程的機率密度函式
3.5隨機跳變系統狀態過程機率方程
3.6隨機跳變系統的機率矩方程
3.6.1非線性隨機跳變系統的機率矩
3.6.2線性隨機跳變系統的機率矩
第4章連續時間結構隨機跳變系統最優估計
4.1問題提出
4.1.1數學模型
4.1.2結構參數與狀態向量的機率特性
4.1.3結構參數與狀態最優估計
4.2後驗機率密度方程
4.2.1分散轉移跳變系統後驗機率密度方程
4.2.2集中轉移跳變系統後驗機率密度方程
4.3跳變時刻不可精確測定的最優狀態估計
4.3.1問題提出
4.3.2最優濾波結構及算法
4.3.3基於高斯逼近的最優濾波算法
4.3.4結構隨機跳變線性系統的最優濾波算法
4.4具有乘性噪聲的結構隨機跳變線性系統最優估計
4.4.1問題描述
4.4.2最優濾波算法
4.4.3仿真分析
4.5兩結構隨機跳變線性系統的最優狀態估計
4.5.1問題描述
4.5.2最優濾波器的結構與算法
4.5.3帶有間觀測通道系統的最優狀態估計
4.6跳變時刻精確測定的最優狀態估計
4.7跳變時刻可精確測量的隨機跳變系統狀態估計
4.7.1最優濾波器結構與算法
4.7.2帶有間觀測通道系統的最優狀態估計
4.8隨機跳變攝動系統的魯棒H∞濾波器設計
4.8.1問題描述
4.8.2給定小時間參數的隨機攝動跳變系統魯棒H∞穩定性
4.8.3給定小時間參數的隨機跳變攝動系統魯棒H∞濾波器設計
4.8.4容許估計誤差滿足魯棒H∞性能的小時間參數上界的確定
第5章離散時間結構隨機跳變系統最優估計
5.1問題提出
5.2離散時間隨機跳變系統的結構辨識和狀態估計
5.3逼近最優估計
5.4結構隨機跳變線性系統的最優估計
5.4.1帶有乘性噪聲的系統最優估計
5.4.2僅帶有加性噪聲的系統最優估計
5.4.3算法仿真研究
5.5帶有跳變干擾觀測的系統最優估計
5.6具有馬爾可夫結構的隨機跳變系統濾波算法
5.6.1基本算法
5.6.2算法仿真研究
5.7基於結構隨機跳變的彈目視線角速度自適應濾波算法
5.7.1問題描述
5.7.2最優隨機跳變濾波算法
5.7.3自適應隨機跳變濾波算法
5.7.4仿真結果與分析
第6章結構隨機跳變系統最優控制一般理論
6.1問題提出
6.2最優性準則
6.3最大值原理
6.4動態規劃法
6.5最小時間控制
6.6基於代價函式整體最優的控制算法
6.6.1問題描述
6.6.2完全信息狀態下的最優控制
6.6.3不完全信息狀態下的最優控制
第7章結構隨機跳變線性系統最優控制
7.1完全信患情況下無約束條件的終值控制
7.1.1最大值原理
7.1.2動態規劃法
7.2不完全信息情況下無約束條件的終值控制
7.2.1最大值原理
7.2.2動態規劃法
7.3有約束條件的終值控制
7.4局部最優控制
第8章離散時間結構隨機跳變系統最優控制
8.1引言
8.2完全信息情況下結構隨機跳變線性系統最優控制
8.3不完全信息情況下結構隨機跳變線性系統最優控制
8.3.1問題描述
8.3.2最優控制算法一
8.3.3最優控制算法二
8.4具有乘性/加性噪聲的結構隨機跳變線性系統最優控制
8.4.1問題描述
8.4.2有限終止時間情形
8.4.3無限終止時間情形
第9章離散時間結構隨機跳變系統穩定性
9.1引言
9.2主要運算元
9.3均方穩定性MSS：齊次情形
9.3.1主要結論
9.3.2定理9.1的證明
9.3.3均方穩定性局部驗證的條件
9.4MSS：非齊次情形
9.4.1主要結論
9.4.2廣義穩態轉入序列
9.4.3l2擾動情形
9.5均方可穩定性和可測性
9.6馬爾可夫參數不完全已知的穩定性
9.6.1主要結論
9.6.2幾乎必然收斂結論的套用
9.7離散馬爾可夫跳變系統的比較原理
9.7.1定義和問題描述
9.7.2依機率穩定性
9.7.3p階矩穩定性
第lO章連續時間結構隨機跳變系統穩定性
10.1定義和問題描述
10.2穩定性定理
10.3魯棒穩定性
10.4具有維納噪聲系統的穩定性
10.5奇異攝動線性跳變系統隨機穩定性判據
10.5.1問題描述
10.5.2主要結果
10.6連續馬爾可夫跳變系統的比較原理
10.6.1定義和問題描述
10.6.2比較原理
10.6.3穩定性
10.6.4M—矩陣判據
10.6.5例子
第11章結構隨機跳變系統魯棒控制
11.1引言
11.2離散時間馬爾可夫跳變系統H∞控制
11.2.1定義和問題描述
11.2.2魯棒隨機穩定
11.2.3魯棒擾動情形
11.3離散時間馬爾可夫跳變系統魯棒方差控制
11.3.1問題描述
11.3.2穩定性分析
11.3.3H∞性能
11.3.4方差分析
11.3.5魯棒狀態反饋控制器設計
11.3.6最小方差魯棒H∞控制
11.3.7仿真實例
11.4隨機跳變攝動系統的魯棒H∞控制研究
11.4.1問題描述
11.4.2隨機跳變攝動系統的魯棒H∞穩定性判據
11.4.3具有魯棒H∞控制的閉環穩定的容許小時間參數上界
11.4.4魯棒H∞反饋控制器設計
11.5連續時間馬爾可夫跳變系統H∞控制
11.5.1問題描述
11.5.2狀態反饋魯棒H∞控制
11.5.3輸出反饋魯棒H∞控制
11.6連續時間馬爾可夫跳變系統魯棒方差控制
11.6.1問題描述
11.6.2系統分析
11.6.3控制器設計
11.6.4連續時間雙線性馬爾可夫跳變系統魯棒方差控制
11.6.5最優魯棒方差控制器設計
11.6.6仿真實例
第12章結構隨機跳變系統最優估計與最優控制套用實例
12.1太陽能接收機控制問題
12.2彈載被動系統測距算法
12.2.1被動系統距離估計模型
12.2.2基於結構隨機跳變最優濾波理論的被動系統距離估計算法
12.2.3仿真驗證
12.3對抗條件下空空飛彈制導控制問題
12.3.1問題描述
12.3.2最優控制器設計
12.3.3制導律分析
12.3.4仿真分析
12.4臨近空間高超聲速飛行器巡航段縱向控制問題
12.4.1臨近空間飛行器巡航段縱向運動模型
12.4.2臨近空間飛行器的縱向動態特性分析
12.4.3臨近空間飛行器魯棒方差控制
1.1結構隨機跳變系統研究和發展現狀
1.1.1結構隨機跳變系統基本模型
1.1.2結構隨機跳變系統穩定性研究現狀
1.1.3結構隨機跳變系統估計理論研究現狀
1.1.4結構隨機跳變系統控制理論研究現狀
1.2結構隨機跳變系統最優控制研究內容
1.3本書內容
第2章連續時間結構隨機跳變系統機率分析
2.1隨機跳變系統數學模型及分類
2.1.1隨機跳變系統模型
2.1.2隨機跳變系統分類
2.2離散馬爾可夫結構參數過程
2.2.1獨立隨機跳變系統
2.2.2分散轉移隨機跳變系統
2.2.3集中轉移隨機跳變系統
2.3分散轉移隨機跳變系統狀態過程的機率密度函式
2.4集中轉移隨機跳變系統狀態過程的機率密度函式
2.5隨機跳變系統狀態過程機率方程
2.6隨機跳變系統的機率矩方程
2.6.1非線性隨機跳變系統的機率矩
2.6.2線性隨機跳變系統的機率矩
第3章離散時間結構隨機跳變系統機率分析
3.1離散時間結構隨機跳變系統數學模型
3.2離散馬爾可夫結構參數序列（鏈）
3.2.1獨立隨機跳變系統
3.2.2分散轉移隨機跳變系統
3.2.3集中轉移隨機跳變系統
3.3分散轉移隨機跳變系統狀態過程的機率密度函式
3.4集中轉移隨機跳變系統狀態過程的機率密度函式
3.5隨機跳變系統狀態過程機率方程
3.6隨機跳變系統的機率矩方程
3.6.1非線性隨機跳變系統的機率矩
3.6.2線性隨機跳變系統的機率矩
第4章連續時間結構隨機跳變系統最優估計
4.1問題提出
4.1.1數學模型
4.1.2結構參數與狀態向量的機率特性
4.1.3結構參數與狀態最優估計
4.2後驗機率密度方程
4.2.1分散轉移跳變系統後驗機率密度方程
4.2.2集中轉移跳變系統後驗機率密度方程
4.3跳變時刻不可精確測定的最優狀態估計
4.3.1問題提出
4.3.2最優濾波結構及算法
4.3.3基於高斯逼近的最優濾波算法
4.3.4結構隨機跳變線性系統的最優濾波算法
4.4具有乘性噪聲的結構隨機跳變線性系統最優估計
4.4.1問題描述
4.4.2最優濾波算法
4.4.3仿真分析
4.5兩結構隨機跳變線性系統的最優狀態估計
4.5.1問題描述
4.5.2最優濾波器的結構與算法
4.5.3帶有間觀測通道系統的最優狀態估計
4.6跳變時刻精確測定的最優狀態估計
4.7跳變時刻可精確測量的隨機跳變系統狀態估計
4.7.1最優濾波器結構與算法
4.7.2帶有間觀測通道系統的最優狀態估計
4.8隨機跳變攝動系統的魯棒H∞濾波器設計
4.8.1問題描述
4.8.2給定小時間參數的隨機攝動跳變系統魯棒H∞穩定性
4.8.3給定小時間參數的隨機跳變攝動系統魯棒H∞濾波器設計
4.8.4容許估計誤差滿足魯棒H∞性能的小時間參數上界的確定
第5章離散時間結構隨機跳變系統最優估計
5.1問題提出
5.2離散時間隨機跳變系統的結構辨識和狀態估計
5.3逼近最優估計
5.4結構隨機跳變線性系統的最優估計
5.4.1帶有乘性噪聲的系統最優估計
5.4.2僅帶有加性噪聲的系統最優估計
5.4.3算法仿真研究
5.5帶有跳變干擾觀測的系統最優估計
5.6具有馬爾可夫結構的隨機跳變系統濾波算法
5.6.1基本算法
5.6.2算法仿真研究
5.7基於結構隨機跳變的彈目視線角速度自適應濾波算法
5.7.1問題描述
5.7.2最優隨機跳變濾波算法
5.7.3自適應隨機跳變濾波算法
5.7.4仿真結果與分析
第6章結構隨機跳變系統最優控制一般理論
6.1問題提出
6.2最優性準則
6.3最大值原理
6.4動態規劃法
6.5最小時間控制
6.6基於代價函式整體最優的控制算法
6.6.1問題描述
6.6.2完全信息狀態下的最優控制
6.6.3不完全信息狀態下的最優控制
第7章結構隨機跳變線性系統最優控制
7.1完全信患情況下無約束條件的終值控制
7.1.1最大值原理
7.1.2動態規劃法
7.2不完全信息情況下無約束條件的終值控制
7.2.1最大值原理
7.2.2動態規劃法
7.3有約束條件的終值控制
7.4局部最優控制
第8章離散時間結構隨機跳變系統最優控制
8.1引言
8.2完全信息情況下結構隨機跳變線性系統最優控制
8.3不完全信息情況下結構隨機跳變線性系統最優控制
8.3.1問題描述
8.3.2最優控制算法一
8.3.3最優控制算法二
8.4具有乘性/加性噪聲的結構隨機跳變線性系統最優控制
8.4.1問題描述
8.4.2有限終止時間情形
8.4.3無限終止時間情形
第9章離散時間結構隨機跳變系統穩定性
9.1引言
9.2主要運算元
9.3均方穩定性MSS：齊次情形
9.3.1主要結論
9.3.2定理9.1的證明
9.3.3均方穩定性局部驗證的條件
9.4MSS：非齊次情形
9.4.1主要結論
9.4.2廣義穩態轉入序列
9.4.3l2擾動情形
9.5均方可穩定性和可測性
9.6馬爾可夫參數不完全已知的穩定性
9.6.1主要結論
9.6.2幾乎必然收斂結論的套用
9.7離散馬爾可夫跳變系統的比較原理
9.7.1定義和問題描述
9.7.2依機率穩定性
9.7.3p階矩穩定性
第lO章連續時間結構隨機跳變系統穩定性
10.1定義和問題描述
10.2穩定性定理
10.3魯棒穩定性
10.4具有維納噪聲系統的穩定性
10.5奇異攝動線性跳變系統隨機穩定性判據
10.5.1問題描述
10.5.2主要結果
10.6連續馬爾可夫跳變系統的比較原理
10.6.1定義和問題描述
10.6.2比較原理
10.6.3穩定性
10.6.4M—矩陣判據
10.6.5例子
第11章結構隨機跳變系統魯棒控制
11.1引言
11.2離散時間馬爾可夫跳變系統H∞控制
11.2.1定義和問題描述
11.2.2魯棒隨機穩定
11.2.3魯棒擾動情形
11.3離散時間馬爾可夫跳變系統魯棒方差控制
11.3.1問題描述
11.3.2穩定性分析
11.3.3H∞性能
11.3.4方差分析
11.3.5魯棒狀態反饋控制器設計
11.3.6最小方差魯棒H∞控制
11.3.7仿真實例
11.4隨機跳變攝動系統的魯棒H∞控制研究
11.4.1問題描述
11.4.2隨機跳變攝動系統的魯棒H∞穩定性判據
11.4.3具有魯棒H∞控制的閉環穩定的容許小時間參數上界
11.4.4魯棒H∞反饋控制器設計
11.5連續時間馬爾可夫跳變系統H∞控制
11.5.1問題描述
11.5.2狀態反饋魯棒H∞控制
11.5.3輸出反饋魯棒H∞控制
11.6連續時間馬爾可夫跳變系統魯棒方差控制
11.6.1問題描述
11.6.2系統分析
11.6.3控制器設計
11.6.4連續時間雙線性馬爾可夫跳變系統魯棒方差控制
11.6.5最優魯棒方差控制器設計
11.6.6仿真實例
第12章結構隨機跳變系統最優估計與最優控制套用實例
12.1太陽能接收機控制問題
12.2彈載被動系統測距算法
12.2.1被動系統距離估計模型
12.2.2基於結構隨機跳變最優濾波理論的被動系統距離估計算法
12.2.3仿真驗證
12.3對抗條件下空空飛彈制導控制問題
12.3.1問題描述
12.3.2最優控制器設計
12.3.3制導律分析
12.3.4仿真分析
12.4臨近空間高超聲速飛行器巡航段縱向控制問題
12.4.1臨近空間飛行器巡航段縱向運動模型
12.4.2臨近空間飛行器的縱向動態特性分析
12.4.3臨近空間飛行器魯棒方差控制
