最優(yōu)控制理論及其應用

第1章 緒論
1.1 控制論發(fā)展簡史
1.2 控制系統(tǒng)
1.3 最優(yōu)控制問題簡述
1.3.1 動力系統(tǒng)
1.3.2 目標集與狀態(tài)約束集
1.3.3 允許控制集
1.3.4 性能指標
1.3.5 最優(yōu)控制問題
1.3.6 最優(yōu)控制問題的分類
1.4 最優(yōu)控制的存在性與脈沖擾動
1.4.1 動力系統(tǒng)解的性質
1.4.2 線性初值問題
1.4.3 最優(yōu)控制的存在性
1.4.4 軌道與脈沖擾動
第2章 線性控制系統(tǒng)
2.1 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)解的性質
2.2 線性定常連續(xù)系統(tǒng)的解
2.3 線性時變連續(xù)系統(tǒng)的解
2.4 線性定常連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性與可觀性
2.4.1 漸近穩(wěn)定性
2.4.2 能控性與能達性
2.4.3 能穩(wěn)性與能控性
2.4.4 能觀性
2.4.5 能控性與能觀性之間的關系
2.4.6 例 題
2.5 線性定常離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性
2.6 線性時變連續(xù)與離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性
2.7 線性時變連續(xù)系統(tǒng)的能控性與能觀性
2.7.1 能控性
2.7.2 能觀性
2.7.3 對偶性
習題
第3章 非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性
3.1 引 言
3.2 穩(wěn)定性概念
3.3 Lyapunov穩(wěn)定性定理
3.4 不穩(wěn)定性定理
3.5 Lasalle不變性原理
3.5.1 自治系統(tǒng)的Lasalle不變性原理
3.5.2 周期系統(tǒng)的Lasalle不變性原理與一般性原理
3.6 具有擾動的線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性
3.7 線性時變連續(xù)周期系統(tǒng)的穩(wěn)定性
習題
第4章 Kalman濾波
4.1 引 言
4.2 線性隨機離散系統(tǒng)及狀態(tài)濾波問題
4.3 零輸入離散Kalman濾波估計算法
4.3.1 遞歸濾波估計的基本形式
4.4 非零輸入線性隨機離散系統(tǒng)的Kalman濾波
4.5 Kalman濾波估計的穩(wěn)定性與漸近性
習 題
第5章 無約束與約束最優(yōu)控制及極大值定理
5.1 控制變量不受約束的最優(yōu)控制
5.1.1 終端時刻tf固定，終端狀態(tài)x（tf）自由
5.1.2 終端時刻tf固定，終端狀態(tài)x（tf）受約束
5.1.3 終端時刻自由，控制變量u（）不受約束的極大值原理
5.2 控制變量受約束的最優(yōu)控制——龐特里雅金（L.S.Pontryagin）]極大值原理
5.2.1 終端時刻tf固定的最優(yōu)控制
5.2.2 終端時刻tf自由，控制變量受約束的極大值原理
5.3 極大值原理的應用及存在性的問題
5.3.1 極大值原理確定最優(yōu)控制的計算方法
5.3.2 最優(yōu)控制的充分條件
5.3.3 極小值原理
5.3.4 奇異控制
5.4 極大值原理與動態(tài)規(guī)劃方法
5.4.1 最優(yōu)性原理
5.4.2 動態(tài)規(guī)劃方法與最優(yōu)性原理
5.5 快速控制問題
5.5.1 一類仿射非線性系統(tǒng)的快速控制問題
5.5.2 線性時變快速控制問題
5.6 線性二次最優(yōu)控制
5.6.1 線性二次最優(yōu)控制問題
5.6.2 線性系統(tǒng)有限時間二次最優(yōu)調節(jié)
5.6.3 線性時變系統(tǒng)無限時間二次最優(yōu)調節(jié)
5.6.4 線性定常系統(tǒng)無限時間二次最優(yōu)調節(jié)
5.6.5 具有指定衰減速度的最優(yōu)調節(jié)問題
5.6.6 線性時變系統(tǒng)的最優(yōu)跟蹤
習題
第6章 定量微分對策
6.1 應用問題及二人零和微分對策
6.1.1 具有機動能力目標的攔截問題
6.1.2 一般二人零和對策問題
6.2 定量微分對策的雙方極值原理
6.2.1 最優(yōu)策略的必要條件——雙方極值原理（極小值極大值原理）
6.2.2 最優(yōu)策略的充分條件
6.2.3 線性二次微分對策問題
6.3 微分對策的“最優(yōu)性原理”與Hamilton-Jacobi-Isaacs方程
習題
第7章 H∞控制
7.1 引 言
7.2 時域內的線性定常系統(tǒng)的H∞控制
7.2.1 時域內的線性定常系統(tǒng)的H∞控制問題
7.2.2 時域線性定常系統(tǒng)H∞控制問題的解
7.3 非線性系統(tǒng)的H∞控制
7.3.1 仿射非線性系統(tǒng)的L2-增益與次優(yōu)控制
7.3.2 仿射非線性系統(tǒng)的H∞最優(yōu)控制
7.3.3 定量微分對策仿射非線性系統(tǒng)的H∞次優(yōu)控制
習題
第8章 非線性混雜動態(tài)系統(tǒng)的建模和最優(yōu)控制
8.1 引 言
8.2 混雜動態(tài)系統(tǒng)的建模
8.2.1 混雜動態(tài)系統(tǒng)的建模
8.2.2 混雜動態(tài)特性的表征
8.2.3 混雜動態(tài)系統(tǒng)示例
8.3 混雜動態(tài)系統(tǒng)的最優(yōu)控制
8.3.1 混雜動態(tài)系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題
8.3.2 混雜動態(tài)系統(tǒng)最優(yōu)控制問題的數(shù)值解策略
習題
第9章 非線性最優(yōu)控制的應用
9.1 三維水平井最優(yōu)控制系統(tǒng)及應用
9.1.1 引 言
9.1.2 三維水平井動力系統(tǒng)
9.1.3 三維水平井軌道最優(yōu)控制系統(tǒng)
9.1.4 優(yōu)化算法
9.1.5 實際應用
9.2 甘油生物歧化為1，3-丙二醇動力系統(tǒng)辨識及優(yōu)化算法
9.2.1 引 言
9.2.2 連續(xù)發(fā)酵的動力系統(tǒng)
9.2.3 系統(tǒng)的性質及其參量的辨識
9.2.4 優(yōu)化算法及其收斂性
9.2.5 算 例
9.3 油浸自冷變壓器溫度場的數(shù)值模擬
9.3.1 溫度場的數(shù)學描述
9.3.2 變壓器溫度場的參數(shù)辨識模型
9.3.3 變壓器溫度場參數(shù)識別模型的數(shù)值模擬方法
9.3.4 參數(shù)辨識的優(yōu)化算法
9.3.5 數(shù)值計算結果
9.4 退化兩相Stefan動邊界控制及在非飽和土水流入滲中應用
9.4.1 水流入滲過程的數(shù)學模型
9.4.2 水流入滲運動過程控制模型及其性質
9.4.3 水流入滲運動過程控制模型的數(shù)值解法
9.4.4 數(shù)值計算結果
9.5 甘油生物歧化為1，3-丙二醇過程的H∞控制
9.5.1 引 言
9.5.2 非線性模型
9.5.3 最優(yōu)穩(wěn)態(tài)工作點的計算
9.5.4 線性模型
9.5.5 H∞混合靈敏度問題
9.5.6 雙線性變換
9.5.7 加權函數(shù)的選擇
9.5.8 H∞控制器的設計
參考文獻