本書主要分為八章。第一章從宏觀的角度介紹了自適應(yīng)控制理論提出的背景和意義，特別是給出了理論發(fā)展的主要節(jié)點(diǎn)；第二章給出了自適應(yīng)控制理論所基于的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；第三章討論了實(shí)時(shí)參數(shù)估計(jì)相關(guān)的概念和主要理論方法；第四章討論了模型參考自適應(yīng)控制；第五章是自校正控制；第六章討論了一些主要的非自適應(yīng)控制,這部分內(nèi)容作為基本自適應(yīng)控制的拓展；第七章講解了自適應(yīng)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)；第八章給出了關(guān)于自適應(yīng)控制理論的應(yīng)用實(shí)例。本書可作為普通高等院校電氣、自動(dòng)化、控制理論與控制工程等相關(guān)專業(yè)的教材。
體現(xiàn)自適應(yīng)控制理論核心和關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。
編寫這本書的初衷是為北京理工大學(xué)高年級(jí)本科生開設(shè)的“自適應(yīng)控制理論及其應(yīng)用”和研究生開設(shè)的“自適應(yīng)與魯棒控制”課程提供教材。起初，我們?cè)诮淌谶@兩門課程時(shí)，選用自適應(yīng)控制的經(jīng)典教科書——瑞典著名科學(xué)家Karl Johan strm的《Adaptive Control》作為教材，但實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生尤其是本科生對(duì)全英教材的領(lǐng)悟有一定的局限。因此，我們編寫了一本適合高年級(jí)本科生及研究生的中文教材。在編寫的過程中，我們遵循的原則是“博采眾長、有所取舍”，因此廣泛參考了國內(nèi)外的相關(guān)教材，并進(jìn)行了有目的的取舍。希望本書能體現(xiàn)出自適應(yīng)控制理論最核心和最關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)，并由此培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考解決問題的能力。本書主要分為8章。第1章主要是從宏觀的角度闡述了自適應(yīng)控制理論提出的背景和意義；第2章介紹了自適應(yīng)控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；第3章介紹了實(shí)時(shí)參數(shù)估計(jì)；第4章介紹了模型參考自適應(yīng)控制；第5章介紹了自校正控制；第6章介紹了一些主要的非線性自適應(yīng)控制,這部分內(nèi)容作為基本自適應(yīng)控制的拓展；第7章介紹了自適應(yīng)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)；第8章列舉了幾個(gè)關(guān)于自適應(yīng)控制理論的應(yīng)用實(shí)例。在本書的編寫過程中，北京理工大學(xué)系統(tǒng)與仿真實(shí)驗(yàn)室的老師給予了我們很大的支持，如王肇敏高級(jí)實(shí)驗(yàn)師、孟秀云教授、單家元教授、劉永善副教授、徐紅副教授、賈慶忠副教授、王佳楠副教授、丁艷副教授、王彥愷講師等對(duì)于本書的編寫多有幫助，在此表示感謝。在本課程的多年教學(xué)過程中，我們根據(jù)教學(xué)過程中獲得的反饋進(jìn)一步改進(jìn)和更新了教材內(nèi)容。同時(shí)，部分學(xué)生的相關(guān)應(yīng)用實(shí)例也被列入了本書之中，由于對(duì)本書做出貢獻(xiàn)的人較多，難以一一列舉，在此僅列出部分名單如下：蘭宏煒、劉惠明、鄧劍峰、張宇桐等。本書的出版得到了北京理工大學(xué)“雙一流”研究生精品教材項(xiàng)目資助。最后，對(duì)于北京理工大學(xué)出版社在本書編寫過程中的協(xié)助工作以及提出的建議表示深深的感謝！作者
張衛(wèi)忠，博士，1980年出生，江蘇宜興人，2002年本科畢業(yè)于哈爾濱工程大學(xué)電氣工程自動(dòng)化專業(yè)，2005年碩士畢業(yè)于上海交通大學(xué)自動(dòng)化系控制理論與控制工程專業(yè)，2009年以杰出研究生畢業(yè)于美國路易斯維爾大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系。2010年進(jìn)入北京理工大學(xué)，現(xiàn)在北京理工大學(xué)宇航學(xué)院飛行器控制系從事教學(xué)科研工作。主持國家自然基金項(xiàng)目青年項(xiàng)目，參與國家自然基金重大項(xiàng)目子課題及面上項(xiàng)目子課題等科研項(xiàng)目。發(fā)表SCI論文、EI論文多篇，主要研究方向?yàn)閷?dǎo)航、制導(dǎo)與控制。
第1章自適應(yīng)控制概述00
1.1自動(dòng)控制的提出00
1.2自適應(yīng)控制的創(chuàng)立00
1.3自適應(yīng)控制系統(tǒng)的類型00
1.4自適應(yīng)控制理論的發(fā)展0
習(xí)題0
第2章自適應(yīng)控制的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)0
2.1狀態(tài)方程、傳遞函數(shù)與時(shí)序模型0
2.1.1連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)方程與傳遞函數(shù)0
2.1.2離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程、脈沖傳遞函數(shù)0
2.1.3時(shí)序模型0
2.2Diophantine方程與非最小實(shí)現(xiàn)0
2.3Lyapunov穩(wěn)定性理論0
2.4超穩(wěn)定性理論0
習(xí)題0
第3章實(shí)時(shí)參數(shù)估計(jì)0
3.1系統(tǒng)辨識(shí)的基本概念0
3.2最小二乘法0
3.3遞推最小二乘法0
3.4具有遺忘因子的遞推最小二乘法0
3.5閉環(huán)系統(tǒng)辨識(shí)0
3.5.1問題的出現(xiàn)0
3.5.2什么是閉環(huán)系統(tǒng)可辨識(shí)0
3.5.3閉環(huán)狀態(tài)下的辨識(shí)方法和可辨識(shí)條件0
習(xí)題0
第4章模型參考自適應(yīng)控制0
4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)0
4.2MIT法則0
4.3基于李氏理論的模型參考自適應(yīng)0
習(xí)題0
第5章自校正控制0
5.1自校正系統(tǒng)原理0
5.2極點(diǎn)配置自校正控制0
5.3最小方差自校正控制0
5.3.1預(yù)測(cè)模型0
5.3.2最小方差控制0
5.3.3最小方差自校正調(diào)節(jié)器0
習(xí)題0
第6章非線性自適應(yīng)控制0
6.1非線性自適應(yīng)后推控制0
6.1.1反饋線性化0
6.1.2自適應(yīng)反饋線性化0
6.1.3后推0
6.1.4自適應(yīng)后推0
6.2自適應(yīng)逆控制0
6.3變結(jié)構(gòu)自適應(yīng)控制0
6.3.1發(fā)展脈絡(luò)0
6.3.2單變量變結(jié)構(gòu)自適應(yīng)控制0
6.3.3多變量變結(jié)構(gòu)自適應(yīng)控制0
6.4魯棒自適應(yīng)控制0
6.4.1H控制概念0
6.4.2魯棒穩(wěn)定性與H性能指標(biāo)之間的關(guān)系0
6.4.3H自校正控制0
習(xí)題
第7章自適應(yīng)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)
7.1基本設(shè)計(jì)方法
7.2連續(xù)系統(tǒng)的自適應(yīng)觀測(cè)器
7.2.1可觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)型與非最小實(shí)現(xiàn)
7.2.2典型自適應(yīng)觀測(cè)器
7.3離散系統(tǒng)的自適應(yīng)觀測(cè)器
7.3.1系統(tǒng)表現(xiàn)與問題的設(shè)定
7.3.2典型離散自適應(yīng)觀測(cè)器
7.4自適應(yīng)觀測(cè)器在自適應(yīng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
習(xí)題
第8章自適應(yīng)控制的應(yīng)用
8.1發(fā)展歷史
8.2導(dǎo)彈自適應(yīng)滑模制導(dǎo)律
8.2.1問題模型
8.2.2自適應(yīng)滑模制導(dǎo)律設(shè)計(jì)
8.2.3應(yīng)用效果
8.3針對(duì)火星探測(cè)器的自適應(yīng)模型逆控制器設(shè)計(jì)
8.3.1問題背景
8.3.2自適應(yīng)模型逆控制器設(shè)計(jì)
8.3.3數(shù)值仿真及結(jié)果分析
8.4基于模型參考自適應(yīng)的四旋翼控制器設(shè)計(jì)
8.4.1問題定義
8.4.2四旋翼控制模型
8.4.3基于李雅普諾夫函數(shù)的模型參考自適應(yīng)控制律設(shè)計(jì)
8.4.4仿真驗(yàn)證
參考文獻(xiàn)
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