系統(tǒng)辨識與自適應控制

前言

　　《系統(tǒng)辨識與自適應控制》是自動化及相關專業(yè)大學本科高年級學生和研究生的一門專業(yè)課程。隨著科學技術的不斷進步（對平均變化規(guī)律的深入了解和計算機技術的發(fā)展）《系統(tǒng)辨識與自適應控制》成為自動化及相關專業(yè)技術人員必須掌握的一項高層次的技術。　　對《系統(tǒng)辨識與自適應控制》課程的開設，部分學校是將《系統(tǒng)辨識》和《自適應控制》的內容分成兩門課程開設，或者僅開設其中一門，也有的學校是將其合為一門課程開設?！　∧壳?，國內關于此方面的教材，有以《系統(tǒng)辨識》為書名編寫的，也有以《自適應控制》為書名編寫的，而將兩項內容綜合而編的《系統(tǒng)辨識與自適應控制》較少。通常是在《系統(tǒng)辨識》教材中，將自適應控制的內容作為系統(tǒng)辨識的一項應用進行講述；而在《自適應控制》教材中，僅將《系統(tǒng)辨識》的內容作為《自適應控制》的基礎先修內容?！　”窘滩牡木帉懩康闹皇浅浞挚紤]到二者的獨立性，也考慮二者的綜合性。再者，隨著技術的進步，如模糊技術，神經網絡技術及智能控制技術等也滲入“系統(tǒng)辨識與自適應控制”中。讓學生初步地了解這些技術的發(fā)展，也是此教材的嘗試內容之一．各個學校在選用此教材時，可根據各自的要求，對教材的內容進行分解、組合而進行教學?！　×硗?，許多教師在教學過程中，深刻地體會到，對《系統(tǒng)辨識與自適應控制》的講授與學習來說，一個較好的仿真平臺，是提高此門課程的教學效果和學生學習興趣的重要環(huán)節(jié)。因此配合本書我們將編寫一個計算機仿真平臺，作為本書的附屬部分（以上網的方式提供給學生和教師作為學習本門課程的實驗仿真平臺）?！　』谌缟峡紤]，《系統(tǒng)辨識與自適應控制》教材是為了適應這些特點而編寫的。

內容概要

本書內容包括：系統(tǒng)辨識的基本概念，系統(tǒng)辨識的經典方法，系統(tǒng)辨訓的最小二乘算法，系統(tǒng)辨識的隨機逼近法、極大似外法和預報誤差法，數(shù)學模型的結構辨識，閉環(huán)系統(tǒng)的辨識，系統(tǒng)辨識的發(fā)展及在生實際中的應用，自適應控制概述，模型參考自適應控制，自校正控制，多變量自校正控制，自適應控制系統(tǒng)發(fā)展及其應用。    本書適合自動化及相關專業(yè)的大學本科高年級學生和研究生學習使用，也可供自動化專業(yè)及其相關專業(yè)人員閱讀。

書籍目錄

緒論  0.1 關于系統(tǒng)辨識  0.2 系統(tǒng)辨識的應用與發(fā)展  0.3 關于自適應控制  0.4 自適應控制系統(tǒng)的應用與發(fā)展第1部分 系統(tǒng)辨識理論、方法及應用  第1章 系統(tǒng)辨識的基本概念    1.1 系統(tǒng)辨識的基本原理    1.2 系統(tǒng)描述的數(shù)學模型    1.3 隨機信號的描述與分析    1.4 白噪聲與偽隨機碼    1.5 系統(tǒng)辨識的步驟與內容    1.6 系統(tǒng)辨識的基本應用  第2章 系統(tǒng)辨識的經典方法    2.1 階躍響應法系統(tǒng)辨識    2.2 頻率響應法系統(tǒng)辨識    2.3 相關分析法系統(tǒng)辨識  第3章 系統(tǒng)辨識的最小二乘算法    3.1 最小二乘法原理    3.2 最小二乘估計的遞推算法    3.3 慢時變參數(shù)的最小二乘遞推算法    3.4 廣義最小二乘法    3.5 輔助變量法    3.6 參數(shù)和狀態(tài)的聯(lián)合估計    3.7 多變量系統(tǒng)的最小二乘辨識  第4章 系統(tǒng)辨識的隨機逼近法、極大似然法和預報誤差法    4.1 系統(tǒng)辨訓的隨機逼近法（SAA）    4.2 系統(tǒng)辨識的極大似然法（ML）    4.3 系統(tǒng)辨識的預報誤差法（PE）  第5章 數(shù)字模型的結構辨識    5.1 根據漢格爾矩陳估計模型的階次    5.2 根據積矩矩陣估計模型的階次    5.3 根據殘差平方和估計模型的階次    5.4 根據信息的準則估計模型的附次  第6章 閉環(huán)系統(tǒng)的辨識    6.1 閉環(huán)系統(tǒng)的可辨識性    6.2 閉環(huán)辨識方法和可辨識條件    6.3 最小二乘法和輔助變量法在閉環(huán)辨識中的應用  第7章 系統(tǒng)辨識的發(fā)展及在生產實際中的應用    7.1 模糊關系模型辨識及應用    7.2 應用辨識技術的故障檢測及預報    7.3 自校正預報器第2部分 自適應控制  第8章 自適應控制概論    8.1 什么是自適應控制系統(tǒng)    8.2 為什么需要自適應控制    8.3 自適應控制的方案    8.4 自適應控制的設計和理論問題  第9章 模型參考自適應控制    9.1 模型參考自適應控制    9.2 基于局部參數(shù)最優(yōu)化理論的設計方法    9.3 基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論設計模型參考自適應控制系統(tǒng)  第10章 自校正控制（一）    10.1 自校正控制概述    10.2 單步輸出預測自校正控制    10.3 控制加權自校正控制  第11章 自校正控制（二）    11.1 極點配置自校正控制    11.2 自校正PID控制    11.3 專家式自校正PID控制器    11.4 廣義預測控制  第12章 多變量自校正控制  第13章 自適應控制系統(tǒng)的發(fā)展及應用參考文獻

章節(jié)摘錄

第1部分 系統(tǒng)辨識理論、方法及應用第1章 系統(tǒng)辨識的基本概念“系統(tǒng)辨識”是研究如何利用系統(tǒng)試驗或運行的、含有噪聲的輸入輸出數(shù)據來建立被研究對象數(shù)學模型的一種理論和方法。系統(tǒng)辨識與控制理論相互聯(lián)系較為密切，隨著計算機技術的發(fā)展和對系統(tǒng)控制技術要求的提高，控制理論得到廣泛的應用。但是，在控制理論的大多數(shù)應用場所，若想獲得理想的使用效果，則與能獲得被控對象精確的數(shù)學描述是密不可分的。然而，在很多情況下，被控對象的數(shù)學模型是不知道的，甚至涉及這個系統(tǒng)的工藝方面的工程師都無法用數(shù)學模型來描述它?；蛘哂袝r，系統(tǒng)的正常運行期間的數(shù)學模型的參數(shù)會發(fā)生變化，使得依賴于這個模型運行的系統(tǒng)控制效果大打折扣，甚至使系統(tǒng)失控。因此，在應用控制理論去實施系統(tǒng)控制時，其基礎是要建立控制對象的數(shù)學描述（即對象的數(shù)學模型），這是控制理論能否應用成功的關鍵因素之一。

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