現(xiàn)代與智能控制技術(shù)

內(nèi)容概要

　　《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材：現(xiàn)代與智能控制技術(shù)》是將現(xiàn)代控制理論與智能控制理論兩部分相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整合編寫而成的，從工程應(yīng)用角度介紹了現(xiàn)代控制與智能控制的理論與方法，并結(jié)合實(shí)例和MATLAB仿真實(shí)現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用理論知識解決實(shí)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(shù)學(xué)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(shè)計(jì)；7～9章介紹了工程中應(yīng)用比較成熟的控制理論與技術(shù)，分別是線性二次型最優(yōu)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及專家系統(tǒng)。
　　《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材：現(xiàn)代與智能控制技術(shù)》可作為高等學(xué)校自動化、電氣自動化、機(jī)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(guān)專業(yè)的教材，也可作為工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

1 緒論
教學(xué)目的與要求
導(dǎo)入案例
1.1 控制理論發(fā)展史
1.2 MATLAB基礎(chǔ)知識
本章小結(jié)
推薦閱讀資料
習(xí)題
2 線性控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
教學(xué)目的與要求
導(dǎo)入案例
2.1 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述
2.2 數(shù)學(xué)模型間的轉(zhuǎn)換
2.3 狀態(tài)矢量的線性變換
2.4 組合系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.5 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.6 MATLAB實(shí)現(xiàn)模型轉(zhuǎn)換
本章小結(jié)
推薦閱讀資料
習(xí)題
3 線性控制系統(tǒng)分析
教學(xué)目的與要求
導(dǎo)入案例
3.1 線性定常齊次狀態(tài)方程的解
3.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣
3.3 線性定常非齊次狀態(tài)方程的解
3.4 線性時(shí)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(shí)間系統(tǒng)的離散化
3.7 MATIAB求解狀態(tài)方程
本章小結(jié)
推薦閱讀資料
習(xí)題
4 線性控制系統(tǒng)的能控性和能觀性
教學(xué)目的與要求
導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)形和能觀標(biāo)準(zhǔn)形
4.5 線性系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解
4.6 系統(tǒng)傳遞函數(shù)矩陣的實(shí)現(xiàn)
4.7 MATIAB在能控性和能觀性中的應(yīng)用
本章小結(jié)
推薦閱讀資料
習(xí)題
5 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
教學(xué)目的與要求
導(dǎo)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(jié)
推薦閱讀資料
習(xí)題
6 線性定常系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)
教學(xué)目的與要求
導(dǎo)入案例
6.1 引言
6.2 狀態(tài)反饋和輸出反饋
6.3 極點(diǎn)配置
6.4 狀態(tài)觀測器的設(shè)計(jì)
6.5 MATIAB在系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
本章小結(jié)
推薦閱讀資料
習(xí)題
7 線性二次型最優(yōu)控制
教學(xué)目的與要求
導(dǎo)入案例
7.1 引言
7.2 有限時(shí)間狀態(tài)調(diào)節(jié)器
7.3 無限時(shí)間狀態(tài)調(diào)節(jié)器
……
8 模糊控制
9 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及專家系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   李雅普諾夫第一法包括了利用微分方程的解進(jìn)行系統(tǒng)分析的所有步驟。基本思路是：首先將非線性系統(tǒng)線性化，然后計(jì)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(shí)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(shí)，需要相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)和技巧，然而當(dāng)其他方法無效時(shí)，這種方法卻能解決非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。 由力學(xué)經(jīng)典理論可知，對于一個(gè)振動系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)總能量（正定函數(shù)）連續(xù)減小（這意味著總能量對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)必然是負(fù)定的），直到平衡狀態(tài)時(shí)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(gè)漸近穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，則當(dāng)其運(yùn)動到平衡狀態(tài)的吸引域內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)存儲的能量隨著時(shí)間的增長而衰減，直到在平穩(wěn)狀態(tài)達(dá)到極小值為止。然而對于一些純數(shù)學(xué)系統(tǒng)，畢竟還沒有一個(gè)定義“能量函數(shù)”的簡便方法。為了克服這個(gè)困難，李雅普諾夫引出了一個(gè)虛構(gòu)的能量函數(shù)，稱為李雅普諾夫函數(shù)。當(dāng)然，這個(gè)函數(shù)無疑比能量更為一般，并且其應(yīng)用也更廣泛。實(shí)際上，任一純量函數(shù)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(shè)條件，都可作為李雅普諾夫函數(shù)。 李雅普諾夫函數(shù)與x1，x2，…，xn。和t有關(guān)，用V（x1，x2，…，xn，t）或者V（x，t）來表示李雅普諾夫函數(shù)。如果在李雅普諾夫函數(shù)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(shí)間的導(dǎo)數(shù)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(zhǔn)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(guān)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(shù)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(diǎn)附近，式中C是正常數(shù)。隨著|x|+∞，上述封閉曲面可擴(kuò)展為整個(gè)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(xiàn)代與智能控制技術(shù)》可作為高等學(xué)校自動化、電氣自動化、機(jī)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(guān)專業(yè)的教材，也可作為工程技術(shù)人員的參考用書。

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