飛行器最優(yōu)控制

內(nèi)容概要

　　本書(shū)介紹了飛行器的最優(yōu)控制問(wèn)題。全書(shū)共11章，包括引言、變分法、連續(xù)系統(tǒng)最優(yōu)控制、線性二次型的最優(yōu)控制、最小值原理、離散系統(tǒng)最優(yōu)控制、最短時(shí)間和最少燃料的最優(yōu)控制、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、最優(yōu)控制問(wèn)題的數(shù)值解、最優(yōu)傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)方法、控制系統(tǒng)參數(shù)最優(yōu)化方法。
本書(shū)是以筆者長(zhǎng)期從事這一領(lǐng)域的理論研究基礎(chǔ)為背景，結(jié)合筆者多年在飛行器制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作實(shí)踐，參考國(guó)內(nèi)、外相關(guān)資料完成的。本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中力圖做到理論與實(shí)踐相結(jié)合、內(nèi)容精練、難易適中，旨在為導(dǎo)航制導(dǎo)與控制專業(yè)及相關(guān)專業(yè)研究生提供一本學(xué)時(shí)量適中、注重飛行器控制理論分析與介紹的同時(shí)兼顧工程實(shí)際的新教材。

書(shū)籍目錄

第1章 引言
　1.1 飛行器最優(yōu)控制的例子
　1.2 最優(yōu)控制問(wèn)題的提法
　1.3 最優(yōu)控制理論發(fā)展概況
第2章 變分法
　2.1 變分法的基本概念
　2.2 無(wú)約束條件的最優(yōu)化問(wèn)題
　2.3 具有等式約束條件的最優(yōu)化問(wèn)題
　小結(jié)
　習(xí)題
第3章 連續(xù)系統(tǒng)最優(yōu)控制
　3.1 時(shí)間端點(diǎn)固定的情況
　3.2 有終端函數(shù)約束的情況
　3.3 終時(shí)不指定的情況
　小結(jié)
　習(xí)題
第4章 線性二次型的最優(yōu)控制
 4.1 線性二次型問(wèn)題
 4.2 狀態(tài)調(diào)節(jié)器
 4.3 輸出調(diào)節(jié)器
 4.4 具有指定衰減速度的最優(yōu)調(diào)節(jié)問(wèn)題
 4.5 線性系統(tǒng)模型跟蹤最優(yōu)二次型方法
 4.6 基于頻域加權(quán)的最優(yōu)二次型方法
 4.7 飛機(jī)縱向電傳系統(tǒng)控制律設(shè)計(jì)問(wèn)題
 習(xí)題
第5章 最小值原理
 5.1 連續(xù)系統(tǒng)的最小值原理
 5.2 最小值原理的幾種具體形式
 習(xí)題
第6章 離散系統(tǒng)最優(yōu)控制
第7章 最短時(shí)間和最少燃料的最優(yōu)控制
第8章 動(dòng)態(tài)規(guī)劃
第9章 最優(yōu)控制問(wèn)題的數(shù)值解
第10章 最優(yōu)傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)方法
第11章 控制系統(tǒng)參數(shù)最優(yōu)化方法
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：最優(yōu)控制理論是現(xiàn)代控制理論的一個(gè)重要組成部分，它的發(fā)展與現(xiàn)代控制理論的發(fā)展是分不開(kāi)的。迄今為止，控制理論的發(fā)展經(jīng)歷了古典控制理論和現(xiàn)代控制理論的兩個(gè)重要發(fā)展階段，并進(jìn)入了大系統(tǒng)理論和智能控制理論的第三個(gè)階段。第二次世界大戰(zhàn)期間及以后的一段時(shí)間內(nèi)發(fā)展起來(lái)的自動(dòng)控制理論（古典或經(jīng)典控制理論），對(duì)于設(shè)計(jì)和分析單輸入一單輸出的線性時(shí)不變系統(tǒng)是非常有效的。但是隨著近代航空及空間技術(shù)的發(fā)展對(duì)控制精度提出了很高的要求，并且被控對(duì)象是多輸入一多輸出系統(tǒng)，用傳遞函數(shù)方法、頻率特性方法處理這一類問(wèn)題變得很復(fù)雜，以致難以應(yīng)用。面對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用中提出的種種問(wèn)題，人們從問(wèn)題的原始提法出發(fā)，更深入地了解控制系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律性，充分挖掘時(shí)域分析方法的優(yōu)點(diǎn)，建立了以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)的現(xiàn)代控制理論。現(xiàn)代控制理論所能處理的問(wèn)題范圍很廣。原則上，它可以用來(lái)處理時(shí)變系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、多輸入一多輸出系統(tǒng)以及分布參數(shù)系統(tǒng)的問(wèn)題。用它來(lái)處理隨機(jī)系統(tǒng)問(wèn)題和離散系統(tǒng)問(wèn)題同樣是很方便的。早在20世紀(jì)50年代初期，就有從工程角度研究最短時(shí)間控制問(wèn)題的論文發(fā)表，雖然最優(yōu)性的證明借助于幾何圖形，帶有啟發(fā)性質(zhì)，但它為現(xiàn)代控制理論的發(fā)展提供了第一批實(shí)際模型。隨后，最優(yōu)控制問(wèn)題的深入研究以及空間技術(shù)的迫切需要吸引了一大批數(shù)學(xué)家的密切注意。通過(guò)研究，人們發(fā)現(xiàn)，最優(yōu)控制問(wèn)題的本質(zhì)是一變分問(wèn)題。經(jīng)典變分理論只能解決無(wú)約束或開(kāi)集性約束一類簡(jiǎn)單的最優(yōu)控制問(wèn)題，而實(shí)際上，工程應(yīng)用中往往是容許控制，屬于閉集的一類最優(yōu)控制問(wèn)題，經(jīng)典變分理論對(duì)此無(wú)能為力，這就需要人們?nèi)ヌ剿髑蠼庾顑?yōu)控制問(wèn)題的新途徑。在種種新方法中，有兩種方法最富有成效。一種是蘇聯(lián)學(xué)者龐特里亞金的“極小值原理”；另一種是美國(guó)學(xué)者貝爾曼（R.E.Bellman）的“動(dòng)態(tài)規(guī)劃”。受力學(xué)中哈密爾頓原理的啟發(fā)，龐特里亞金等人把“極小值原理”作為一種推測(cè)首先提出來(lái)，隨后不久又提供了一種嚴(yán)格的證明，并于1958年在愛(ài)丁堡召開(kāi)的國(guó)際數(shù)學(xué)會(huì)議上首次宣讀。“極小值原理”發(fā)展了經(jīng)典變分原理，成為處理閉集性約束變分問(wèn)題的強(qiáng)有力工具?！皠?dòng)態(tài)規(guī)劃”是貝爾曼在1953年至1957年間逐步創(chuàng)立的。他依據(jù)最優(yōu)性原理，發(fā)展了變分學(xué)中的哈密爾頓一雅可比理論，構(gòu)成了“動(dòng)態(tài)規(guī)劃”，它是一種適用于計(jì)算機(jī)計(jì)算、處理問(wèn)題范圍更廣泛的方法。在現(xiàn)代控制理論的形成與發(fā)展中，極小值原理、動(dòng)態(tài)規(guī)劃和卡爾曼的最優(yōu)估計(jì)理論起了重要的推動(dòng)作用。

編輯推薦

《飛行器最優(yōu)控制》是高等學(xué)校規(guī)劃·航空、航空、航天科學(xué)技術(shù)之一。

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