预测控制的理论与方法（第2版）

图书标准信息

• 作者 丁宝苍 著
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2017-05
• 版次 2
• ISBN 9787111560029
• 定价 69.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 242页
• 字数 378千字

【内容简介】

   本书分为基础篇和漫谈篇。基础篇介绍三类经典的启发式预测控制算法（即模型算法控制、动态矩阵控制、广义预测控制）、输入非线性系统的两步法预测控制、具有稳定性保证的预测控制综合方法，并侧重于鲁棒预测控制和阐述启发式算法与综合方法的关系。漫谈篇从多个角度、各种算法出发，讲述状态可测和输出反馈两种情况下多胞描述模型的鲁棒预测控制。对初步接触预测控制的读者，可通过学习基础篇掌握一些学习和研究预测控制的基础工具和算法。漫谈篇适合于对预测控制进行较长时间学习和研究的读者，从中可以探索鲁棒预测控制的发展规律，对鲁棒预测控制还没有解决的问题产生研究兴趣等。

【作者简介】

丁宝苍，男，2000年5月于石油大学（北京），获得硕士，2003年6月于上海交通大学，获得博士。于2005年9月赴加拿大阿尔伯塔大学做博士后1年，2006年11月赴新加坡南洋理工大学做博士后9个月。目前任职于西安交通大学，任教授/博导。主要从事优选控制理论与工程应用、预测控制等研究工作，率先开展含有界噪声的多胞描述系统的输出反馈预测控制的稳定设计，并给出系列解决方案。曾担任多个靠前sci、ei期刊的首席客座编辑、客座编辑和协助编辑，是几乎所有控制理论类靠前、期刊的评审人。发表160余篇，其中sci收录50余篇，含首席和通讯作者的automatica、ieeetrans.automaticcontrol和ieeetrans.fuzzysystems共计17篇，出版modernpredictivecontrol等专著3部，主持各类横向、纵向科研项目20余项，获发明4项，入选2008年人才支持计划。长期讲授泛函分析和优选控制理论等课程。

【目录】

序

 

前言

 

基础篇

 

第１章系统、模型与预测控制３

 

１１系统３

 

１２数学模型５

 

１３状态空间模型与输入输出模型６

 

１３１状态空间模型６

 

１３２传递函数模型７

 

１３３脉冲响应与卷积模型８

 

１４连续时间系统的离散化８

 

１４１状态空间模型９

 

１４２脉冲传递函数模型９

 

１４３脉冲响应与卷积模型１０

 

１５预测控制及其基本特征１０

 

１５１轨迹和发展历史１０

 

１５２基本特征１１

 

１５３工业预测控制的“三大原理”１３

 

１６三种典型的预测控制优化问题１４

 

１６１无穷时域１５

 

１６２有限时域：经典预测控制１５

 

１６３有限时域：综合型预测控制１５

 

１７有限时域控制：采用“三大原理”的例子１６

 

１８无穷时域控制：双模次优控制的例子１８

 

１８１三个相关控制问题１８

 

１８２次优解１８

 

１８３可行性与稳定性分析２０

 

１８４数值例子２１

 

１９从经典预测控制到综合型预测控制２３

 

第２章基于非参数化模型的预测控制２６

 

２１模型算法控制原理２６

 

２１１脉冲响应模型２６

 

２１２模型预测与反馈校正２７

 

２１３优化控制：单入单出情形２８

 

２１４优化控制：多变量情形３０

 

２２模型算法控制中约束的处理３２

 

２３动态矩阵控制原理３４

 

 

２３１单入单出情形３５

 

２３２单入单出情形：另一种推导方式３７

 

２４预测控制的递阶实施方式４０

 

第３章广义预测控制４２

 

３１算法原理４２

 

３１１预测模型４２

 

３１２丢番图方程的解法４３

 

３１３滚动优化４５

 

３１４在线辨识与校正４７

 

３２一些基本性质４８

 

３３与模型系数无关的稳定性结论４９

 

３３１广义预测控制向线性二次型问题的转化４９

 

３３２稳定性证明的工具：Ｋｌｅｉｎｍａｎ控制器５０

 

３３３与Ｋｌｅｉｎｍａｎ控制器形似的广义预测控制律５２

 

３３４基于Ｋｌｅｉｎｍａｎ控制器的广义预测控制的稳定性５３

 

３３５与Ａｃｋｅｒｍａｎｎ关于ｄｅａｄｂｅａｔ控制的公式的等价性５４

 

３４加入终端等式约束的广义预测控制５５

 

３５多变量系统和约束系统情形５７

 

３５１多变量广义预测控制５７

 

３５２约束的处理５９

 

第４章两步法预测控制６１

 

４１两步法广义预测控制６１

 

４１１无约束情形６２

 

４１２有输入饱和约束情形６２

 

４２两步法广义预测控制的稳定性６４

 

４２１基于Ｐｏｐｏｖ定理的结论６４

 

４２２寻找控制器参数的两个算法６６

 

４２３实际非线性界的确定方法６７

 

４３两步法广义预测控制的吸引域６７

 

４３１控制器的状态空间描述６８

 

４３２吸引域相关稳定性６８

 

４３３吸引域的计算方法７０

 

４３４数值例子７１

 

４４两步法状态反馈预测控制７２

 

４５两步法状态反馈预测控制的稳定性７５

 

４６基于半全局稳定性的两步法状态反馈预测控制的吸引域设计７８

 

４６１系统矩阵无单位圆外特征值的情形７８

 

４６２系统矩阵有单位圆外特征值的情形８０

 

４６３数值例子８２

 

４７两步法输出反馈预测控制８４

 

４８两步法输出反馈预测控制的稳定性８５

 

４９两步法输出反馈预测控制：中间变量可得到情形８９

 

第５章预测控制综合方法概略９１

 

 

目录Ⅸ

 

５１一般思路：离散时间系统情形９１

 

５１１改造的优化问题９１

 

５１２“三要素”和统一的稳定性证明思路９２

 

５１３稳定性证明的直接法９２

 

５１４稳定性证明的单调性法９３

 

５１５反最优性９５

 

５２一般思路：连续时间系统情形９６

 

５３稳定性要素的实现９８

 

５３１采用终端零约束９８

 

５３２采用终端代价函数９８

 

５３３采用终端约束集９９

 

５３４采用终端代价函数和终端约束集９９

 

５４一般思路：不确定系统情形１００

 

５４１开环ｍｉｎ－ｍａｘ单值优化预测控制１０１

 

５４２闭环ｍｉｎ－ｍａｘ优化鲁棒预测控制１０２

 

第６章状态反馈预测控制综合１０４

 

６１多胞描述系统和线性矩阵不等式１０４

 

６２基于ｗｏｒｓｔ－ｃａｓｅ性能指标的在线方法：零时域１０５

 

６２１性能指标的处理和无约束预测控制１０６

 

６２２约束的处理１０７

 

６３基于ｗｏｒｓｔ－ｃａｓｅ性能指标的离线方法：零时域１１０

 

６４基于ｗｏｒｓｔ－ｃａｓｅ性能指标的离线方法：变时域１１２

 

６５基于标称性能指标的离线方法１１７

 

６５１零时域１１７

 

６５２启发式变时域１１８

 

第７章有限切换时域的预测控制综合１２３

 

７１标称系统的标准方法１２３

 

７２用预测控制方法求无穷时域约束线性二次型控制的最优解１２５

 

７３标称系统的在线方法１２７

 

７４用预测控制方法求无穷时域约束线性时变二次型控制的准最优解１３０

 

７４１整体思路１３１

 

７４２ｍｉｎ－ｍａｘ约束线性二次型控制的求解１３２

 

７４３有限时域无终端加权情形（问题７８的求解）１３３

 

７４４有限时域有终端加权情形（问题７９的求解）１３４

 

７４５准最优性、算法与稳定性１３５

 

７４６数值例子１３６

 

７４７与６２节方法的比较１３７

 

７５多胞描述系统的在线方法１３９

 

７５１部分反馈方法１３９

 

７５２参数依赖开环方法１４２

 

第８章预测控制综合的开环优化与闭环优化１４７

 

８１一种简单的部分闭环优化预测控制１４７

 

 

Ⅹ预测控制的理论与方法第２版

 

８１１切换时域为０的在线和离线方法１４８

 

８１２切换时域非０的一个有效算法１４９

 

８２三模预测控制１５１

 

８３混合型预测控制１５３

 

８３１算法１５３

 

８３２联合优势１５６

 

８３３数值例子１５７

 

８４开环优化预测控制及其特点１５９

 

８４１单值开环优化预测控制１５９

 

８４２参数依赖开环优化预测控制１６０

 

８５切换时域为１的预测控制１６３

 

漫谈篇

 

第９章一种基于开环优化的预测控制１６７

 

第１０章基于多胞描述模型成为热点１７２

 

第１１章不变集陷阱１７７

 

第１２章时域Ｎ为０或者为１１８３

 

第１３章变体反馈预测控制１８７

 

第１４章关于最优性１９６

 

第１５章最大化可应用模型范围１９９

 

第１６章状态不可测时的开环优化预测控制２０１

 

第１７章输出反馈不能来源于简单地推广状态可测时的结果２０７

 

第１８章动态输出反馈和二次有界性方法２１２

 

第１９章采用范数定界技术处理有界噪声２１８

 

第２０章状态估计误差的滚动更新２２４

 

第２１章结束语２２７

 

参考文献２３０