普通高等教育电气工程与自动化类“十一五”规划教材：最优控制理论与应用

图书标准信息

• 作者 吴受章 著
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2008-03
• 版次 1
• ISBN 9787111231806
• 定价 26.00元
• 装帧 平装
• 开本 其他
• 纸张 胶版纸
• 页数 242页
• 字数 393千字

【内容简介】

　　本书是工科院校自动控制类各研究方向的硕士研究生和高年级本科生的“最优控制”课程教材。基本内容有：变分法、连续系统最优控制、线性连续系统的二次型调节器(LQR)、离散系统最优控制、最大值原理、动态规划。为配合上述六个基本内容，列举了两个应用实例，即LQR在电力系统中的应用、最小值原理在登月软着陆中的应用。本书内容适合于40学时的教学。
　　此外，本书还安排有最优控制的数值计算方法和奇异控制的内容，使读者对“最优控制”有完整的了解。
　　本书用MATLAB完成数值计算，并使用MATLAB的SymbolicMath工具箱(特别是用符号数学工具箱求取TPBVP的解析解)、ControlSystem工具箱和Simulink(特别是用它对Bang-Bang控制完成仿真)等。
　　本书注重阐述思想和概念，演算明晰，力求流畅，以利阅读；部分章后附有课外阅读的参考文献、习题和上机安排。所以，本书不仅是硕士研究生和高年级本科生的教材，也可以作为自动控制技术人员的进修读物。

【目录】

序
前言
绪论
0.1从经典的反馈控制到最优控制
0.2如何使用本书
第1章变分法
1.0引言
1.1泛函
1.2变分的推演
1.3Euler方程
1.4向量情况
1.5有约束的情况
1.6端点可变的情况
1.7变分的另一种定义
1.8变分与Fr6chet微分
1.9含高阶导数的泛函求极值
1.10小结
习题
参考文献
第2章连续系统最优控制
2.0引言
2.1时间端点固定的情况
2.2有终端函数约束的情况
2.3终时不指定的情况
2.4考虑其他几种约束
2.4.1积分约束
2.4.2状态和控制的等式约束
2.4.3状态和控制的不等式约束
2.4.4角隅条件
2.5用MATLAB的符号数学工具箱求TPBVP的解析解
2.5.1解题
2.5.2技巧
2.6小结
习题
参考文献
第3章线性连续系统的二次型调节器
3.0引言
3.1有限时间(状态)调节器问题
3.1.1时变情况
3.1.2非时变情况
3.2有限时间输出调节器问题
3.3无限时间输出调节器问题
3.3.1矩阵Riccati代数方程
3.3.2P的解析解
3.3.3P的数值解
3.3.4利用控制系统工具箱
3.4使用LQR系统的稳定裕量
3.5伺服、跟踪与模型跟随
3.5.1跟踪系统的控制器设计
3.5.2伺服系统的控制器设计
3.5.3模型跟随系统的控制器设计
3.6小结
习题
附录3A一些运算
附录3B线性系统的一些结果
参考文献
第4章离散系统最优控制
4.0引言
4.1离散变分法与Euler方程
4.2离散系统最优控制
4.3有限时间离散LQR问题
4.3.1时变情况
4.3.2非时变情况
4.4无限时间离散LQR问题
4.4.1矩阵Riccati代数方程
4.4.2P的解析解
4.4.3P的数值解
4.4.4利用控制系统工具箱
4.5小结
习题
参考文献
第5章最大值原理
5.0引言
5.1最小值原理
5.2Bang-Bang控制
5.3时间最优控制系统的性质
5.4无阻尼运动的时间最优控制
5.5存在恢复力时无阻尼运动的时间最优控制
5.6燃料最优控制系统的性质
5.7无阻尼运动的燃料最优控制
5.8Simulink用于Bang-Bang控制的仿真
5.8.1无阻尼运动的时间最优控制的仿真
5.8.2存在恢复力时无阻尼运动的时间最优控制的仿真
5.8.3无阻尼运动的燃料最优控制的仿真
5.9小结
习题
附录5A抽象空间
附录5B状态转移矩阵的一个性质
附录5C系统模块等
参考文献
第6章动态规划
6.0引言
6.1多段决策过程
6.1.1动态系统的特点
6.1.2多段决策
6.2动态规划的基本思想
6.3用动态规划求解离散LQR问题
6.4动态规划的上机计算步骤
6.4.1算法
6.4.2插值
6.4.3程序框图
6.4.4优缺点
6.5动态规划的连续形式
6.5.1HJB方程
6.5.2HJB方程与最小值原理的关系
6.6用HJB方程求解连续LQR问题
6.7微分动态规划
6.8小结
参考文献
第7章最优控制的数值计算
7.0引言
7.1两点边值问题的几种解法
7.1.1二次变分法
7.1.2拟线性化法
7.2数学规划与确定性最优控制
附录7ANewton--Raphson迭代
第8章奇异控制
8.0引言
8.1广义Legendre-clebsch条件
8.2LQR问题的奇异解
第9章LQR在电力系统中的应用
9.0引言
9.1记号
9.2系统模型
9.3控制器设计
9.4试验结果
9.5小结
参考文献
第10章最小值原理在登月软着陆中的应用
10.0引言
10.1系统方程与性能度量
10.2优化问题提法
10.3控制器设计
10.3.1在整个降落阶段
10.3.2在整个降落阶段
10.4小结
10.5附记
参考文献
尾声
鸣谢