自適應(yīng)控制理論及應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《自適應(yīng)控制理論及應(yīng)用》由劉小河、管萍、劉麗華編著，介紹自適應(yīng)控制的基本理論和方法。全書共7章，分別為緒論、自適應(yīng)控制的理論基礎(chǔ)、模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)、自校正控制系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)控制、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)控制、基于模糊邏輯的自適應(yīng)控制等?！　　蹲赃m應(yīng)控制理論及應(yīng)用》按自適應(yīng)控制理論基礎(chǔ)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計、自適應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用幾個層次敘述，力圖做到敘述清楚，論證嚴(yán)謹(jǐn)。內(nèi)容既包含經(jīng)典的線性系統(tǒng)的自適應(yīng)控制，又包含20世紀(jì)90年代以來得到蓬勃發(fā)展的非線性系統(tǒng)自適應(yīng)控制、智能自適應(yīng)控制等，并以工程實(shí)例來說明理論方法的應(yīng)用，對研究問題的提法、思路給予了足夠的重視。《自適應(yīng)控制理論及應(yīng)用》注重可讀性，便于讀者自學(xué)?！　　蹲赃m應(yīng)控制理論及應(yīng)用》可作為高等學(xué)?？刂瓶茖W(xué)與工程、電氣工程、電子工程等學(xué)科研究生自適應(yīng)控制理論課程的教材，也可作為自動化專業(yè)本科高年級學(xué)生的教學(xué)參考書。對于高校教師和工程技術(shù)人員，《自適應(yīng)控制理論及應(yīng)用》也具有較大的參考價值。

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 自適應(yīng)控制的概念1.1.1 自適應(yīng)控制系統(tǒng)的任務(wù)1.1.2 自適應(yīng)控制系統(tǒng)的定義1.2 自適應(yīng)控制系統(tǒng)的類型1.2.1 模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)1.2.2 自校正控制系統(tǒng)1.2.3 自尋優(yōu)控制系統(tǒng)1.2.4 其他自適應(yīng)控制系統(tǒng)1.3 自適應(yīng)控制的理論問題1.4 自適應(yīng)控制的應(yīng)用概況參考文獻(xiàn)第2章 自適應(yīng)控制的理論基礎(chǔ)2.1 Lyapunov穩(wěn)定性理論2.1.1 穩(wěn)定性定義2.1.2 LyapLulov直接法的基本定理2.1.3 按首次近似決定穩(wěn)定性2.2 正實(shí)性和正實(shí)引理2.2.1 正實(shí)函數(shù)2.2.2 正實(shí)函數(shù)矩陣2.2.3 連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的正實(shí)引理2.3 超穩(wěn)定性理論2.3.1 超穩(wěn)定性的基本概念2.3.2 超穩(wěn)定性定理2.4 實(shí)時參數(shù)估計2.4.1 系統(tǒng)辨識的基本概念2.4.2 被控對象的離散時間模型2.4.3 參數(shù)估計的最小二乘算法2.4.4 慢時變參數(shù)的遞推估計2.4.5 閉環(huán)系統(tǒng)辨識2.5 隨機(jī)控制基礎(chǔ)2.5.1 隨機(jī)控制問題2.5.2 隨機(jī)控制策略2.5.3 隨機(jī)控制的結(jié)構(gòu)特性習(xí)題參考文獻(xiàn)第3章 模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)3.1 模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計問題3.1.1 模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型和數(shù)學(xué)描述3.1.2 模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計問題的提法3.2 局部參數(shù)最優(yōu)化設(shè)計方法3.2.1 具有增益可調(diào)的MIT律的設(shè)計3.2.2 具有多個可調(diào)參數(shù)的MIT律的設(shè)計3.2.3 MIT方案的穩(wěn)定性3.3 用Lyapunov穩(wěn)定性理論設(shè)計模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)3.3.1 模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)的設(shè)計3.3.2 設(shè)計舉例3.4 基于超穩(wěn)定性理論的模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計3.4.1 設(shè)計的基本思路3.4.2 用狀態(tài)變量描述的自適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計3.4.3 基于輸入一輸出描述的自適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計3.5 自適應(yīng)模型跟隨控制系統(tǒng)3.5.1 自適應(yīng)模型跟隨控制系統(tǒng)的基本形式3.5.2 并聯(lián)型自適應(yīng)模型跟隨控制系統(tǒng)的設(shè)計3.6 離散時間模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計3.6.1 引言3.6.2 基于輸入一輸出描述的離散時間自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計習(xí)題參考文獻(xiàn)第4章 自校正控制系統(tǒng)4.1 隨機(jī)性和預(yù)測性自校正控制4.1.1 最小方差自校正控制4.1.2 廣義最小方差自校正控制4.1_3 多步預(yù)測自校正控制4.2 極點(diǎn)配置自校正技術(shù)4.2.1 極點(diǎn)配置設(shè)計原理4.2.2 極點(diǎn)配置自校正控制4.2.3 前饋補(bǔ)償自校正控制器的零極點(diǎn)配置4.3 自校正PID控制4.3.1 PID控制器4.3.2 自校正PID控制器習(xí)題參考文獻(xiàn)第5章 非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)控制5.1 單輸入一單輸出非線性系統(tǒng)的分段線性化自適應(yīng)控制5.1.1 基于Lyapunov理論的分段線性化自適應(yīng)控制5.1.2 基于超穩(wěn)定性理論的分段線性化自適應(yīng)控制5.1.3 仿真實(shí)例5.2 一類多輸入-多輸出非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)模型跟隨控制5.2.1 系統(tǒng)的描述5.2.2 基于Newton迭代法的非線性系統(tǒng)的模型跟隨控制5.2.3 非線性系統(tǒng)的局部自適應(yīng)模型跟隨控制5.2.4 仿真實(shí)例5.3 基于反饋線性化的非線性系統(tǒng)模型跟蹤控制5.3.1 反饋線性化的基本概念5.3.2 非線性系統(tǒng)的反饋線性化5.3.3 基于反饋線性化的非線性系統(tǒng)漸近模型跟蹤控制5.3.4 仿真實(shí)例5.4 基于后推法的非線性系統(tǒng)自適應(yīng)控制參考文獻(xiàn)第6章 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)控制6.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)6.1.1 神經(jīng)元模型與網(wǎng)絡(luò)連接6.1. 2 前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型6.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)辨識6.2.1 正向建模6.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆模型辨識6.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)控制6.3.1 間接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)控制6.3.2 直接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)控制6.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自校正控制6.4.1 直接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自校正控制6.4.2 間接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自校正控制6.5 其他智能自適應(yīng)控制6.5.1 自學(xué)習(xí)智能自適應(yīng)控制6.5.2 專家式智能自適應(yīng)控制-6.5.3 分層遞階智能自適應(yīng)控制6.6 自適應(yīng)PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計與仿真6.6.1 自適應(yīng)：PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)6.6.2 PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器學(xué)習(xí)算法6.6.3 PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真習(xí)題參考文獻(xiàn)第7章 基于模糊邏輯的自適應(yīng)控制7.1 模糊控制的理論基礎(chǔ)7.1.1 模糊集合及其運(yùn)算規(guī)則7.1.2 模糊控制7.1.3 基本模糊控制器的設(shè)計7.2 模糊自適應(yīng)控制7.2.1 模糊推理系統(tǒng)7.2.2 間接自適應(yīng)模糊控制7.2.3 直接自適應(yīng)模糊控制7.3 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型參考自適應(yīng)控制7.3.1 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)7.3.2 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型參考自適應(yīng)控制7.4 模糊滑模自適應(yīng)控制7.4.1 滑模控制的基本原理7.4.2 自適應(yīng)模糊滑?？刂破?.4.3 自適應(yīng)模糊滑?？刂破鞯脑O(shè)計步驟7.5 模糊自適應(yīng)控制實(shí)例7.5.1 工業(yè)電弧爐的模糊神經(jīng)自適應(yīng)控制7.5.2 撓性衛(wèi)星的自適應(yīng)模糊滑?？刂屏?xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　在控制工程中，控制的目標(biāo)是設(shè)計控制器使被控對象滿足某種性能指標(biāo)，或使系統(tǒng)運(yùn)動軌跡按某種理想的軌跡運(yùn)行，達(dá)到一種最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)。在線性系統(tǒng)理論和最優(yōu)控制理論中，人們對這些問題進(jìn)行了深入研究，得到了非常豐富的成果，形成了完整的理論體系。不過，這里要求被控對象的模型都是已知的，并且在多數(shù)情況下還要求被控對象具有線性時不變的特征。　　在實(shí)際的控制工程中，控制對象往往存在不定性。有時人們對被控對象的數(shù)學(xué)模型了解并不完全，模型結(jié)構(gòu)存在某種不定性；或者對模型結(jié)構(gòu)（如模型的階數(shù)、傳遞函數(shù)零極點(diǎn)的個數(shù)等）已經(jīng)了解，但是由于環(huán)境、工況的影響，被控對象模型的參數(shù)可能在很大范圍內(nèi)發(fā)生變化。下面舉一些例子。　?。?）飛機(jī)控制：在飛機(jī)飛行中，隨飛機(jī)飛行高度、速度的變化，某些參數(shù)的變化可達(dá)10％～50％?！　。?）導(dǎo)彈（火箭）：在導(dǎo)彈發(fā)射過程中，其質(zhì)量、重心隨燃料消耗而迅速變化。　?。?）過程控制：在冶金、化工等工業(yè)過程控制中，其過程參數(shù)隨工況、環(huán)境的變化而發(fā)生變化?！　。?）船舶控制：在船舶航線控制中，輪船的動態(tài)參數(shù)隨船載、吃水、速度、波浪等外部條件而發(fā)生變化?！　∮缮鲜隼涌梢钥闯觯刂茖ο蟮牟欢ㄐ灾饕梢苑譃橐韵聨最悾孩贁?shù)學(xué)模型的不定性。這是由于對象的數(shù)學(xué)模型本身是由實(shí)際對象機(jī)理的近似，或人們對受控對象機(jī)理本身的了解不完全所造成的。②參數(shù)變化的不定性。因為工作條件、工況的影響，被控對象的參數(shù)可能在較大范圍內(nèi)發(fā)生變化。③環(huán)境影響的不定性。環(huán)境對系統(tǒng)通常造成干擾，其中多數(shù)干擾是隨機(jī)的?！　‘?dāng)系統(tǒng)存在上述不定性時，按照確定性數(shù)學(xué)模型所設(shè)計出來的控制器就不可能得到良好的控制性能，有時甚至系統(tǒng)會出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。因此，需要一種新的控制系統(tǒng)，它能夠自動補(bǔ)償系統(tǒng)由于過程對象的參數(shù)、環(huán)境的不定性而造成的系統(tǒng)性能變化，這就是自適應(yīng)控制系統(tǒng)。 　  ……

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