結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)控制理論

內(nèi)容概要

　　《結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)控制理論》是關(guān)于結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)控制理論與應用的一本著作。書中重點介紹了近十幾年國內(nèi)外學者在此領(lǐng)域的最新研究成果，詳細討論了離散時間和連續(xù)時間結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)的概率分析、最優(yōu)濾波、最優(yōu)控制、H∞控制以及穩(wěn)定性等新的理論和方法?！　　督Y(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)控制理論》共分12章，主要內(nèi)容由四部分組成。第一部分介紹離散時間和連續(xù)時間結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)的概率分析，并著重介紹利用概率密度函數(shù)及概率矩來描述上述系統(tǒng)的離散馬爾可夫結(jié)構(gòu)參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)的概率特征。第二部分詳細介紹了離散時間和連續(xù)時間結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)的最優(yōu)濾波方法，并給出了不同跳變結(jié)構(gòu)的線性系統(tǒng)的最優(yōu)濾波算法等。第三部分介紹了基于隨機最大值原理和動態(tài)規(guī)劃法研究離散時間和連續(xù)時間結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)控制算法以及H∞控制方法。第四部分介紹了離散時間和連續(xù)時間結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)穩(wěn)定性的最新研究成果。書的最后一章介紹了結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)的最優(yōu)濾波、最優(yōu)控制及H∞控制理論的應用成果。

作者簡介

方洋旺，男，1966年1月生，空軍工程大學工程學院教授，博士生導師，西安交通大學和西安電子科技大學兼職教授。1998年12月畢業(yè)于西安交通大學控制科學與工程專業(yè)并獲工學博士學位，2001年4月從西安電子科技大學雷達信號處理國家重點實驗窒博士后出站，于2001年9月至2004年6月公派赴俄羅斯留學。2001年12月破格晉升為空軍工程大學教授。已主持國家“973”計劃子項目2項，國家“863”計劃4項，國家自然科學基金項目2項，出國留學歸國人員基金項目1項，以及包括總裝預研重點基金項目、軍內(nèi)科研重點項目等其他項目10余項。已出版專著《非線性系統(tǒng)理論與應用》、《隨機系統(tǒng)最優(yōu)控制》、《隨機系統(tǒng)分析及應用》、《機載導彈作戰(zhàn)效能評估》、《結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)控制》、《航空裝備作戰(zhàn)建模與仿真》等6部，教材8本，發(fā)表學術(shù)論文170余篇，被SCI、EI收錄90余篇。獲軍隊科技進步二等獎、航空科學技術(shù)獎及其他獎項多項，獲國防發(fā)明專利8項。主要研究領(lǐng)域是隨機最優(yōu)控制、導航制導與控制、非線性控制和智能信息處理等。 伍友利，男，1979年5月生。2009年6月畢業(yè)于空軍工程大學武器系統(tǒng)與運用工程專業(yè)并獲工學博士學位，現(xiàn)為空軍工程大學講師。近年來，作為課題組技術(shù)骨干先后參與了“973”“863”基金項目各2項，國家自然科學基金項目2項，總裝備部重點基金項目l項及軍內(nèi)科研等其他項目10余項。獲軍隊科技進步二等獎1項、航空科技進步三等獎1項，申報國防發(fā)明專利8項，出版專著3部。在國內(nèi)外期刊發(fā)表論文30余篇，其中EI收錄22篇。主要研究領(lǐng)域為Markov跳變系統(tǒng)理論、智能控制、武器系統(tǒng)運用工程等。

書籍目錄

第1章緒論 1.1結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)研究和發(fā)展現(xiàn)狀 1.1.1結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)基本模型 1.1.2結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀 1.1.3結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)估計理論研究現(xiàn)狀 1.1.4結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)控制理論研究現(xiàn)狀 1.2結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)控制研究內(nèi)容 1.3本書內(nèi)容 第2章連續(xù)時間結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)概率分析 2.1隨機跳變系統(tǒng)數(shù)學模型及分類 2.1.1隨機跳變系統(tǒng)模型 2.1.2隨機跳變系統(tǒng)分類 2.2離散馬爾可夫結(jié)構(gòu)參數(shù)過程 2.2.1獨立隨機跳變系統(tǒng) 2.2.2分散轉(zhuǎn)移隨機跳變系統(tǒng) 2.2.3集中轉(zhuǎn)移隨機跳變系統(tǒng) 2.3分散轉(zhuǎn)移隨機跳變系統(tǒng)狀態(tài)過程的概率密度函數(shù) 2.4集中轉(zhuǎn)移隨機跳變系統(tǒng)狀態(tài)過程的概率密度函數(shù) 2.5隨機跳變系統(tǒng)狀態(tài)過程概率方程 2.6隨機跳變系統(tǒng)的概率矩方程 2.6.1非線性隨機跳變系統(tǒng)的概率矩 2.6.2線性隨機跳變系統(tǒng)的概率矩 第3章離散時間結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)概率分析 3.1離散時間結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)數(shù)學模型 3.2離散馬爾可夫結(jié)構(gòu)參數(shù)序列（鏈） 3.2.1獨立隨機跳變系統(tǒng) 3.2.2分散轉(zhuǎn)移隨機跳變系統(tǒng) 3.2.3集中轉(zhuǎn)移隨機跳變系統(tǒng) 3.3分散轉(zhuǎn)移隨機跳變系統(tǒng)狀態(tài)過程的概率密度函數(shù) 3.4集中轉(zhuǎn)移隨機跳變系統(tǒng)狀態(tài)過程的概率密度函數(shù) 3.5隨機跳變系統(tǒng)狀態(tài)過程概率方程 3.6隨機跳變系統(tǒng)的概率矩方程 3.6.1非線性隨機跳變系統(tǒng)的概率矩 3.6.2線性隨機跳變系統(tǒng)的概率矩 第4章連續(xù)時間結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)估計 4.1問題提出 4.1.1數(shù)學模型 4.1.2結(jié)構(gòu)參數(shù)與狀態(tài)向量的概率特性 4.1.3結(jié)構(gòu)參數(shù)與狀態(tài)最優(yōu)估計 4.2后驗概率密度方程 4.2.1分散轉(zhuǎn)移跳變系統(tǒng)后驗概率密度方程 4.2.2集中轉(zhuǎn)移跳變系統(tǒng)后驗概率密度方程 4.3跳變時刻不可精確測定的最優(yōu)狀態(tài)估計 4.3.1問題提出 4.3.2最優(yōu)濾波結(jié)構(gòu)及算法 4.3.3基于高斯逼近的最優(yōu)濾波算法 4.3.4結(jié)構(gòu)隨機跳變線性系統(tǒng)的最優(yōu)濾波算法 4.4具有乘性噪聲的結(jié)構(gòu)隨機跳變線性系統(tǒng)最優(yōu)估計 4.4.1問題描述 4.4.2最優(yōu)濾波算法 4.4.3仿真分析 4.5兩結(jié)構(gòu)隨機跳變線性系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計 4.5.1問題描述 4.5.2最優(yōu)濾波器的結(jié)構(gòu)與算法 4.5.3帶有間觀測通道系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計 4.6跳變時刻精確測定的最優(yōu)狀態(tài)估計 4.7跳變時刻可精確測量的隨機跳變系統(tǒng)狀態(tài)估計 4.7.1最優(yōu)濾波器結(jié)構(gòu)與算法 4.7.2帶有間觀測通道系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計 4.8隨機跳變攝動系統(tǒng)的魯棒H∞濾波器設(shè)計 4.8.1問題描述 4.8.2給定小時間參數(shù)的隨機攝動跳變系統(tǒng)魯棒H∞穩(wěn)定性 4.8.3給定小時間參數(shù)的隨機跳變攝動系統(tǒng)魯棒H∞濾波器設(shè)計 4.8.4容許估計誤差滿足魯棒H∞性能的小時間參數(shù)上界的確定 第5章離散時間結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)估計 5.1問題提出 5.2離散時間隨機跳變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)辨識和狀態(tài)估計 5.3逼近最優(yōu)估計 5.4結(jié)構(gòu)隨機跳變線性系統(tǒng)的最優(yōu)估計 5.4.1帶有乘性噪聲的系統(tǒng)最優(yōu)估計 5.4.2僅帶有加性噪聲的系統(tǒng)最優(yōu)估計 5.4.3算法仿真研究 5.5帶有跳變干擾觀測的系統(tǒng)最優(yōu)估計 5.6具有馬爾可夫結(jié)構(gòu)的隨機跳變系統(tǒng)濾波算法 5.6.1基本算法 5.6.2算法仿真研究 5.7基于結(jié)構(gòu)隨機跳變的彈目視線角速度自適應濾波算法 5.7.1問題描述 5.7.2最優(yōu)隨機跳變?yōu)V波算法 5.7.3自適應隨機跳變?yōu)V波算法 5.7.4仿真結(jié)果與分析 第6章結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)控制一般理論 6.1問題提出 6.2最優(yōu)性準則 6.3最大值原理 6.4動態(tài)規(guī)劃法 6.5最小時間控制 6.6基于代價函數(shù)整體最優(yōu)的控制算法 6.6.1問題描述 6.6.2完全信息狀態(tài)下的最優(yōu)控制 6.6.3不完全信息狀態(tài)下的最優(yōu)控制 第7章結(jié)構(gòu)隨機跳變線性系統(tǒng)最優(yōu)控制 7.1完全信患情況下無約束條件的終值控制 7.1.1最大值原理 7.1.2動態(tài)規(guī)劃法 7.2不完全信息情況下無約束條件的終值控制 7.2.1最大值原理 7.2.2動態(tài)規(guī)劃法 7.3有約束條件的終值控制 7.4局部最優(yōu)控制 第8章離散時間結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)控制 8.1引言 8.2完全信息情況下結(jié)構(gòu)隨機跳變線性系統(tǒng)最優(yōu)控制 8.3不完全信息情況下結(jié)構(gòu)隨機跳變線性系統(tǒng)最優(yōu)控制 8.3.1問題描述 8.3.2最優(yōu)控制算法一 8.3.3最優(yōu)控制算法二 8.4具有乘性／加性噪聲的結(jié)構(gòu)隨機跳變線性系統(tǒng)最優(yōu)控制 8.4.1問題描述 8.4.2有限終止時間情形 8.4.3無限終止時間情形 第9章離散時間結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)穩(wěn)定性 9.1引言 9.2主要算子 9.3均方穩(wěn)定性MSS：齊次情形 9.3.1主要結(jié)論 9.3.2定理9.1的證明 9.3.3均方穩(wěn)定性局部驗證的條件 9.4MSS：非齊次情形 9.4.1主要結(jié)論 9.4.2廣義穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)入序列 9.4.3l2擾動情形 9.5均方可穩(wěn)定性和可測性 9.6馬爾可夫參數(shù)不完全已知的穩(wěn)定性 9.6.1主要結(jié)論 9.6.2幾乎必然收斂結(jié)論的應用 9.7離散馬爾可夫跳變系統(tǒng)的比較原理 9.7.1定義和問題描述 9.7.2依概率穩(wěn)定性 9.7.3p階矩穩(wěn)定性 第lO章連續(xù)時間結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)穩(wěn)定性 10.1定義和問題描述 10.2穩(wěn)定性定理 10.3魯棒穩(wěn)定性 10.4具有維納噪聲系統(tǒng)的穩(wěn)定性 10.5奇異攝動線性跳變系統(tǒng)隨機穩(wěn)定性判據(jù) 10.5.1問題描述 10.5.2主要結(jié)果 10.6連續(xù)馬爾可夫跳變系統(tǒng)的比較原理 10.6.1定義和問題描述 10.6.2比較原理 10.6.3穩(wěn)定性 10.6.4M—矩陣判據(jù) 10.6.5例子 第11章結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)魯棒控制 11.1引言 11.2離散時間馬爾可夫跳變系統(tǒng)H∞控制 11.2.1定義和問題描述 11.2.2魯棒隨機穩(wěn)定 11.2.3魯棒擾動情形 11.3離散時間馬爾可夫跳變系統(tǒng)魯棒方差控制 11.3.1問題描述 11.3.2穩(wěn)定性分析 11.3.3H∞性能 11.3.4方差分析 11.3.5魯棒狀態(tài)反饋控制器設(shè)計 11.3.6最小方差魯棒H∞控制 11.3.7仿真實例 11.4隨機跳變攝動系統(tǒng)的魯棒H∞控制研究 11.4.1問題描述 11.4.2隨機跳變攝動系統(tǒng)的魯棒H∞穩(wěn)定性判據(jù) 11.4.3具有魯棒H∞控制的閉環(huán)穩(wěn)定的容許小時間參數(shù)上界 11.4.4魯棒H∞反饋控制器設(shè)計 11.5連續(xù)時間馬爾可夫跳變系統(tǒng)H∞控制 11.5.1問題描述 11.5.2狀態(tài)反饋魯棒H∞控制 11.5.3輸出反饋魯棒H∞控制 11.6連續(xù)時間馬爾可夫跳變系統(tǒng)魯棒方差控制 11.6.1問題描述 11.6.2系統(tǒng)分析 11.6.3控制器設(shè)計 11.6.4連續(xù)時間雙線性馬爾可夫跳變系統(tǒng)魯棒方差控制 11.6.5最優(yōu)魯棒方差控制器設(shè)計 11.6.6仿真實例 第12章結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)估計與最優(yōu)控制應用實例 12.1太陽能接收機控制問題 12.2彈載被動系統(tǒng)測距算法 12.2.1被動系統(tǒng)距離估計模型 12.2.2基于結(jié)構(gòu)隨機跳變最優(yōu)濾波理論的被動系統(tǒng)距離估計算法 12.2.3仿真驗證 12.3對抗條件下空空導彈制導控制問題 12.3.1問題描述 12.3.2最優(yōu)控制器設(shè)計 12.3.3制導律分析 12.3.4仿真分析 12.4臨近空間高超聲速飛行器巡航段縱向控制問題 12.4.1臨近空間飛行器巡航段縱向運動模型 12.4.2臨近空間飛行器的縱向動態(tài)特性分析 12.4.3臨近空間飛行器魯棒方差控制

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   由以上馬爾可夫跳變系統(tǒng)模型可以看出馬爾可夫跳變系統(tǒng)的一個顯著特點是狀態(tài)向量包括兩個要素：一個是系統(tǒng)的物理狀態(tài)x（t）；另一個為結(jié)構(gòu)參數(shù)s（t）（或s（k）或Zk），它決定系統(tǒng)在t時刻所處的模態(tài)，是離散變化的。馬爾可夫跳變系統(tǒng)與普通的線性系統(tǒng)的另一個不同之處在于馬爾可夫跳變系統(tǒng)是個隨機系統(tǒng)，對于給定的初始狀態(tài)及初始模態(tài)，其狀態(tài)軌線并不是確定的，而是隨著結(jié)構(gòu)參數(shù)s（t）變化而隨機變化的。另外，馬爾可夫跳變系統(tǒng)與切換控制系統(tǒng)以及分段線性系統(tǒng)具有一定的關(guān)聯(lián)性，但存在根本性的區(qū)別：在馬爾可夫跳變系統(tǒng)中，切換律不作為主動的控制律，而是作為一種不確定的隨機擾動因素來處理的。雖然馬爾可夫跳變系統(tǒng)可以看成一般線性系統(tǒng)由單模態(tài)到多模態(tài)的一個推廣，但它們之間有著本質(zhì)的差別。馬爾可夫跳變系統(tǒng)的每個模態(tài)對應的子系統(tǒng)穩(wěn)定，并不能保證馬爾可夫跳變系統(tǒng)穩(wěn)定（均方意義下），反之亦然。因此，一般線性系統(tǒng)的研究結(jié)果并不能簡單地移植到馬爾可夫跳變系統(tǒng)中來，這意味著對馬爾可夫跳變系統(tǒng)的研究更具難度和挑戰(zhàn)性。 1.1.2結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀 穩(wěn)定性是控制科學的一個重要基本概念，也是早期馬爾可夫跳變系統(tǒng)研究的重點之一。由于馬爾可夫跳變系統(tǒng)是一類隨機系統(tǒng)，所以其穩(wěn)定性描述主要有：幾乎處處穩(wěn)定性（Almost sure Stability）和矩穩(wěn)定性（Moment Stability）。對于確定性系統(tǒng)，很多文獻通過使用Lyapunov第二方法來研究系統(tǒng)的穩(wěn)定性，Lyapunov函數(shù)方法是我們研究系統(tǒng)穩(wěn)定性和可鎮(zhèn)定性的基礎(chǔ)。因此，研究的焦點集中在如何將傳統(tǒng)的Lyapunov穩(wěn)定性理論擴展到隨機馬爾可夫跳變系統(tǒng)中。由于上述系統(tǒng)是馬爾可夫切換的，對此類系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究，同確定性系統(tǒng)的分析方法有很大的不同。因此想要用Lyapunov第二方法來分析跳變系統(tǒng)的穩(wěn)定性，關(guān)鍵問題是要建立相應的隨機Lyapunov第二方法穩(wěn)定性定理。Man—ton使用隨機Lyapunov方法分析了線性連續(xù)馬爾可夫跳變系統(tǒng)的均方穩(wěn)定性，得到了一類充分條件，并且在1988年結(jié)合Kroneeker積和Lyapunov指數(shù)方法，給定一個簡單的Lyapunov指數(shù)上界，得到了保證系統(tǒng)幾乎處處穩(wěn)定的充分條件。隨后，F(xiàn)eng和Fang分別對連續(xù)和離散線性馬爾可夫跳變系統(tǒng)建立了Lyapunov第二方法穩(wěn)定性定理。

編輯推薦

《結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)控制理論》緊緊圍繞結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)控制相關(guān)問題逐層展開研究，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和狀態(tài)過程的概率特性分析、最優(yōu)濾波到最優(yōu)控制，然后從系統(tǒng)的隨機穩(wěn)定性到魯棒控制研究等，研究內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，逐步推進?！督Y(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)控制理論》研究內(nèi)容系統(tǒng)、全面，邏輯性強。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    結(jié)構(gòu)隨機跳變系統(tǒng)最優(yōu)控制理論 PDF格式下載

---