現代與智能控制技術

內容概要

　　《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材：現代與智能控制技術》是將現代控制理論與智能控制理論兩部分相關內容進行整合編寫而成的，從工程應用角度介紹了現代控制與智能控制的理論與方法，并結合實例和MATLAB仿真實現，引導學生應用理論知識解決實際問題。全書共有9章。1～6章為控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間控制理論，包括數學模型建立、狀態(tài)方程求解、能控性和能觀性分析、控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測器的設計；7～9章介紹了工程中應用比較成熟的控制理論與技術，分別是線性二次型最優(yōu)控制、模糊控制、神經網絡及專家系統(tǒng)。
　　《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材：現代與智能控制技術》可作為高等學校自動化、電氣自動化、機電一體化等專業(yè)及成人高等教育、高等職業(yè)教育等相關專業(yè)的教材，也可作為工程技術人員的參考用書。

書籍目錄

1 緒論
教學目的與要求
導入案例
1.1 控制理論發(fā)展史
1.2 MATLAB基礎知識
本章小結
推薦閱讀資料
習題
2 線性控制系統(tǒng)的數學模型
教學目的與要求
導入案例
2.1 控制系統(tǒng)的數學描述
2.2 數學模型間的轉換
2.3 狀態(tài)矢量的線性變換
2.4 組合系統(tǒng)的數學模型
2.5 離散系統(tǒng)的數學模型
2.6 MATLAB實現模型轉換
本章小結
推薦閱讀資料
習題
3 線性控制系統(tǒng)分析
教學目的與要求
導入案例
3.1 線性定常齊次狀態(tài)方程的解
3.2 狀態(tài)轉移矩陣
3.3 線性定常非齊次狀態(tài)方程的解
3.4 線性時變系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
3.5 線性定常離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
3.6 線性連續(xù)時間系統(tǒng)的離散化
3.7 MATIAB求解狀態(tài)方程
本章小結
推薦閱讀資料
習題
4 線性控制系統(tǒng)的能控性和能觀性
教學目的與要求
導入案例
4.1 線性定常系統(tǒng)的能控性
4.2 線性定常系統(tǒng)的能觀性
4.3 對偶原理
4.4 能控標準形和能觀標準形
4.5 線性系統(tǒng)的結構分解
4.6 系統(tǒng)傳遞函數矩陣的實現
4.7 MATIAB在能控性和能觀性中的應用
本章小結
推薦閱讀資料
習題
5 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
教學目的與要求
導人案例
5.1 李雅普諾夫穩(wěn)定性概念
5.2 李雅普諾夫穩(wěn)定定理
5.3 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
5.4 非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
5.5 MATLAB求解李雅普諾夫方程
本章小結
推薦閱讀資料
習題
6 線性定常系統(tǒng)的綜合設計
教學目的與要求
導入案例
6.1 引言
6.2 狀態(tài)反饋和輸出反饋
6.3 極點配置
6.4 狀態(tài)觀測器的設計
6.5 MATIAB在系統(tǒng)綜合設計中的應用
本章小結
推薦閱讀資料
習題
7 線性二次型最優(yōu)控制
教學目的與要求
導入案例
7.1 引言
7.2 有限時間狀態(tài)調節(jié)器
7.3 無限時間狀態(tài)調節(jié)器
……
8 模糊控制
9 神經網絡及專家系統(tǒng)
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   李雅普諾夫第一法包括了利用微分方程的解進行系統(tǒng)分析的所有步驟?；舅悸肥牵菏紫葘⒎蔷€性系統(tǒng)線性化，然后計算線性化方程的特征值，最后則是判定原非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 李雅普諾夫第二法不需要求出微分方程的解，也就是說，采用李雅普諾夫第二法，可以在不求出狀態(tài)方程解的條件下，確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于求解非線性系統(tǒng)和線性時變系統(tǒng)的狀態(tài)方程通常十分困難，所以這種方法顯示出極大的優(yōu)越性。 盡管采用李雅普諾夫第二法分析非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性時，需要相當的經驗和技巧，然而當其他方法無效時，這種方法卻能解決非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。 由力學經典理論可知，對于一個振動系統(tǒng)，當系統(tǒng)總能量（正定函數）連續(xù)減?。ㄟ@意味著總能量對時間的導數必然是負定的），直到平衡狀態(tài)時為止，振動系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 李雅普諾夫第二法是建立在更為普遍的情況之上的，即如果系統(tǒng)有一個漸近穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，則當其運動到平衡狀態(tài)的吸引域內時，系統(tǒng)存儲的能量隨著時間的增長而衰減，直到在平穩(wěn)狀態(tài)達到極小值為止。然而對于一些純數學系統(tǒng)，畢竟還沒有一個定義“能量函數”的簡便方法。為了克服這個困難，李雅普諾夫引出了一個虛構的能量函數，稱為李雅普諾夫函數。當然，這個函數無疑比能量更為一般，并且其應用也更廣泛。實際上，任一純量函數只要滿足李雅普諾夫穩(wěn)定性定理（見定理5.1和定理5.2）的假設條件，都可作為李雅普諾夫函數。 李雅普諾夫函數與x1，x2，…，xn。和t有關，用V（x1，x2，…，xn，t）或者V（x，t）來表示李雅普諾夫函數。如果在李雅普諾夫函數中不含t，則用V（x1，x2，…，xn）或V（x）表示。在李雅普諾夫第二法中，V（x，t）和其對時間的導數V（x，t）=dV（x，t）／dt的符號特征，提供了判斷平衡狀態(tài)處的穩(wěn)定性、漸近穩(wěn)定性或不穩(wěn)定性的準則，而不必直接求出方程的解。（這種方法既適用于線性系統(tǒng)，也適用于非線性系統(tǒng)。） 5.2.1關于漸近穩(wěn)定性 可以證明：如果x為n維向量，且其純量函數V（x）正定，則滿足 V（x）=C 的狀態(tài)x處于n維狀態(tài)空間的封閉超曲面上，且至少處于原點附近，式中C是正常數。隨著|x|+∞，上述封閉曲面可擴展為整個狀態(tài)空間。如果C1

編輯推薦

《普通高等教育"十二五"規(guī)劃教材:現代與智能控制技術》可作為高等學校自動化、電氣自動化、機電一體化等專業(yè)及成人高等教育、高等職業(yè)教育等相關專業(yè)的教材，也可作為工程技術人員的參考用書。

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