自適應控制理論及應用

內容概要

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

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 自適應控制的概念1.1.1 自適應控制系統(tǒng)的任務1.1.2 自適應控制系統(tǒng)的定義1.2 自適應控制系統(tǒng)的類型1.2.1 模型參考自適應控制系統(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 其他自適應控制系統(tǒng)1.3 自適應控制的理論問題1.4 自適應控制的應用概況參考文獻第2章 自適應控制的理論基礎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 正實性和正實引理2.2.1 正實函數2.2.2 正實函數矩陣2.2.3 連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的正實引理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 實時參數估計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 參數估計的最小二乘算法2.4.4 慢時變參數的遞推估計2.4.5 閉環(huán)系統(tǒng)辨識2.5 隨機控制基礎2.5.1 隨機控制問題2.5.2 隨機控制策略2.5.3 隨機控制的結構特性習題參考文獻第3章 模型參考自適應控制系統(tǒng)3.1 模型參考自適應系統(tǒng)的設計問題3.1.1 模型參考自適應系統(tǒng)的結構類型和數學描述3.1.2 模型參考自適應系統(tǒng)設計問題的提法3.2 局部參數最優(yōu)化設計方法3.2.1 具有增益可調的MIT律的設計3.2.2 具有多個可調參數的MIT律的設計3.2.3 MIT方案的穩(wěn)定性3.3 用Lyapunov穩(wěn)定性理論設計模型參考自適應系統(tǒng)3.3.1 模型參考自適應控制系統(tǒng)的設計3.3.2 設計舉例3.4 基于超穩(wěn)定性理論的模型參考自適應系統(tǒng)設計3.4.1 設計的基本思路3.4.2 用狀態(tài)變量描述的自適應系統(tǒng)設計3.4.3 基于輸入一輸出描述的自適應系統(tǒng)設計3.5 自適應模型跟隨控制系統(tǒng)3.5.1 自適應模型跟隨控制系統(tǒng)的基本形式3.5.2 并聯型自適應模型跟隨控制系統(tǒng)的設計3.6 離散時間模型參考自適應系統(tǒng)設計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控制系統(tǒng)設計習題參考文獻第4章 自校正控制系統(tǒng)4.1 隨機性和預測性自校正控制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 多步預測自校正控制4.2 極點配置自校正技術4.2.1 極點配置設計原理4.2.2 極點配置自校正控制4.2.3 前饋補償自校正控制器的零極點配置4.3 自校正PID控制4.3.1 PID控制器4.3.2 自校正PID控制器習題參考文獻第5章 非線性系統(tǒng)的自適應控制5.1 單輸入一單輸出非線性系統(tǒng)的分段線性化自適應控制5.1.1 基于Lyapunov理論的分段線性化自適應控制5.1.2 基于超穩(wěn)定性理論的分段線性化自適應控制5.1.3 仿真實例5.2 一類多輸入-多輸出非線性系統(tǒng)的自適應模型跟隨控制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)的局部自適應模型跟隨控制5.2.4 仿真實例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 仿真實例5.4 基于后推法的非線性系統(tǒng)自適應控制參考文獻第6章 基于人工神經網絡的自適應控制6.1 人工神經網絡基礎6.1.1 神經元模型與網絡連接6.1. 2 前向神經網絡的模型6.2 神經網絡的自適應辨識6.2.1 正向建模6.2.2 神經網絡逆模型辨識6.3 神經網絡模型參考自適應控制6.3.1 間接神經網絡模型參考自適應控制6.3.2 直接神經網絡模型參考自適應控制6.4 神經網絡自校正控制6.4.1 直接神經網絡自校正控制6.4.2 間接神經網絡自校正控制6.5 其他智能自適應控制6.5.1 自學習智能自適應控制6.5.2 專家式智能自適應控制-6.5.3 分層遞階智能自適應控制6.6 自適應PID神經網絡控制系統(tǒng)設計與仿真6.6.1 自適應：PID神經網絡6.6.2 PID神經網絡控制器學習算法6.6.3 PID神經網絡控制系統(tǒng)仿真習題參考文獻第7章 基于模糊邏輯的自適應控制7.1 模糊控制的理論基礎7.1.1 模糊集合及其運算規(guī)則7.1.2 模糊控制7.1.3 基本模糊控制器的設計7.2 模糊自適應控制7.2.1 模糊推理系統(tǒng)7.2.2 間接自適應模糊控制7.2.3 直接自適應模糊控制7.3 基于模糊神經網絡的模型參考自適應控制7.3.1 模糊神經網絡7.3.2 基于模糊神經網絡的模型參考自適應控制7.4 模糊滑模自適應控制7.4.1 滑模控制的基本原理7.4.2 自適應模糊滑?？刂破?.4.3 自適應模糊滑?？刂破鞯脑O計步驟7.5 模糊自適應控制實例7.5.1 工業(yè)電弧爐的模糊神經自適應控制7.5.2 撓性衛(wèi)星的自適應模糊滑?？刂屏曨}參考文獻

章節(jié)摘錄

　　在控制工程中，控制的目標是設計控制器使被控對象滿足某種性能指標，或使系統(tǒng)運動軌跡按某種理想的軌跡運行，達到一種最優(yōu)的運行狀態(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，并且在多數情況下還要求被控對象具有線性時不變的特征?！　≡趯嶋H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學模型了解并不完全，模型結構存在某種不定性；或者對模型結構（如模型的階數、傳遞函數零極點的個數等）已經了解，但是由于環(huán)境、工況的影響，被控對象模型的參數可能在很大范圍內發(fā)生變化。下面舉一些例子。　?。?）飛機控制：在飛機飛行中，隨飛機飛行高度、速度的變化，某些參數的變化可達10％～50％?！　。?）導彈（火箭）：在導彈發(fā)射過程中，其質量、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祵W模型的不定性。這是由于對象的數學模型本身是由實際對象機理的近似，或人們對受控對象機理本身的了解不完全所造成的。②參數變化的不定性。因為工作條件、工況的影響，被控對象的參數可能在較大范圍內發(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，其中多數干擾是隨機的?！　‘斚到y(tǒng)存在上述不定性時，按照確定性數學模型所設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)會出現不穩(wěn)定現象。因此，需要一種新的控制系統(tǒng)，它能夠自動補償系統(tǒng)由于過程對象的參數、環(huán)境的不定性而造成的系統(tǒng)性能變化，這就是自適應控制系統(tǒng)。 　  ……

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