現(xiàn)代控制理論與應(yīng)用

第1章概述1.1現(xiàn)代控制理論的基本概念1.1.1自動控制理論的發(fā)展1.1.2現(xiàn)代控制理論的基本概念1.2現(xiàn)代控制理論的基本內(nèi)容1.3自動控制系統(tǒng)1.3.1控制系統(tǒng)的概念1.3.2開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)1.4自動控制系統(tǒng)的類型1.5自動控制系統(tǒng)的標準1.5.1對控制系統(tǒng)的要求1.5.2典型輸入信號1.5.3控制系統(tǒng)的性能指標本章小結(jié)習(xí)題第2章線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述2.1狀態(tài)空間描述的概念2.1.1基本概念2.1.2被控過程的狀態(tài)空間描述2.1.3系統(tǒng)狀態(tài)空間描述的特點2.2系統(tǒng)的時域描述轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間描述2.3系統(tǒng)的頻域描述轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間描述2.4應(yīng)用MATLAB的系統(tǒng)狀態(tài)空間描述本章小結(jié)習(xí)題第3章控制系統(tǒng)狀態(tài)空間的特性3.1狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣及狀態(tài)方程的求解3.1.1狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣3.1.2狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的求解3.1.3狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的性質(zhì)3.2線性系統(tǒng)非齊次狀態(tài)方程的求解3.2.1線性系統(tǒng)非齊次狀態(tài)方程的求解3.2.2伴隨方程3.3系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)3.3.1脈沖響應(yīng)3.3.2脈沖響應(yīng)的不變性3.4系統(tǒng)的能控性和能觀測性3.4.1系統(tǒng)的能控性3.4.2系統(tǒng)的能觀測性3.4.3能控性、能觀測性與傳遞函數(shù)的關(guān)系3.4.4能控性和能觀測性之間的對偶原理3.5能控標準形和能觀測標準形3.5.1能控標準形的變換3.5.2能觀測標準形的變換3.6狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測器3.6.1系統(tǒng)的狀態(tài)反饋3.6.2系統(tǒng)的極點配置3.6.3狀態(tài)觀測器本章小結(jié)習(xí)題第4章系統(tǒng)的穩(wěn)定性原理4.1李亞普諾夫關(guān)于穩(wěn)定性的定義4.2根據(jù)系統(tǒng)矩陣A分析線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性4.3李亞普諾夫第二法——直接法4.3.1標量函數(shù)的正定性、負定性和不定性4.3.2二次型函數(shù)的正定性4.3.3李亞普諾夫直接法本章小結(jié)習(xí)題第5章最優(yōu)控制5.1最優(yōu)控制的基本概念5.2最優(yōu)控制的變分法5.2.1泛函與變分法5.2.2用變分法求解最優(yōu)控制問題5.3極大值原理5.4具有二次型性能指標的線性調(diào)節(jié)器問題5.4.1二次型性能指標的最優(yōu)控制5.4.2終點時間有限的線性調(diào)節(jié)器問題5.4.3終點狀態(tài)固定的線性調(diào)節(jié)器問題5.4.4終點時間無限的線性調(diào)節(jié)器問題5.5動態(tài)規(guī)劃5.5.1多步?jīng)Q策問題及最優(yōu)性原理5.5.2線性連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式的離散化5.5.3離散系統(tǒng)的動態(tài)規(guī)劃法本章小結(jié)習(xí)題第6章自適應(yīng)控制系統(tǒng)6.1自適應(yīng)控制系統(tǒng)的基本概念6.1.1自適應(yīng)控制系統(tǒng)及類型6.1.2自適應(yīng)控制的理論問題6.1.3自適應(yīng)控制的發(fā)展和應(yīng)用概況6.2模型參考自適應(yīng)控制6.2.1局部參數(shù)優(yōu)化型模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)6.2.2李亞普諾夫穩(wěn)定性理論設(shè)計模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)6.3自校正自適應(yīng)控制6.3.1預(yù)測模型6.3.2最小方差控制6.3.3極點配置自校正控制6.4魯棒控制6.4.1基本概念6.4.2H∞魯棒控制理論6.4.3H∞優(yōu)化與魯棒控制6.4.4H∞標準控制的基本問題本章小結(jié)習(xí)題第7章最優(yōu)估計7.1概述7.2最小二乘估計7.3卡爾曼濾波7.3.1基本概念7.3.2卡爾曼濾波遞推算法本章小結(jié)習(xí)題第8章系統(tǒng)辨識8.1概述8.1.1系統(tǒng)辨識的概念8.1.2系統(tǒng)辨識的發(fā)展概況8.2系統(tǒng)辨識的基本方法8.2.1線性定常單輸入單輸出離散系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型8.2.2脈沖響應(yīng)法8.2.3最小二乘法（LS）8.3模式識別8.3.1基本概念8.3.2模式識別（分類）代表性方法本章小結(jié)習(xí)題第9章智能控制9.1智能控制的基本概念9.1.1專家控制系統(tǒng)9.1.2模糊控制9.1.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)9.2模糊控制系統(tǒng)（Fuzzy Control System）9.2.1模糊控制系統(tǒng)的組成9.2.2模糊控制器的工作原理9.3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制9.3.1人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型9.3.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本工作原理9.3.3學(xué)習(xí)算法9.4專家系統(tǒng)控制9.4.1直接專家系統(tǒng)控制9.4.2間接專家系統(tǒng)控制本章小結(jié)習(xí)題第10章自動控制技術(shù)應(yīng)用實例10.1模糊PID控制技術(shù)在焊縫跟蹤中的應(yīng)用10.1.1焊縫跟蹤技術(shù)在工程中的應(yīng)用10.1.2焊縫跟蹤控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)10.1.3焊縫跟蹤控制系統(tǒng)的步進電機驅(qū)動裝置10.1.4自調(diào)整PID模糊控制器的設(shè)計10.1.5焊縫跟蹤試驗及結(jié)果分析10.2模式識別在鐵路車輛閘瓦檢測中的應(yīng)用10.2.1機器視覺及鐵路車輛閘瓦10.2.2閘瓦在線檢測系統(tǒng)10.2.3閘瓦的圖像識別10.2.4閘瓦圖像的分割10.2.5閘瓦測量與分析10.3卡爾曼濾波在自動激光焊目標跟蹤控制中的應(yīng)用10.3.1激光焊接試驗系統(tǒng)及焊縫特征參數(shù)提取10.3.2卡爾曼濾波焊縫預(yù)測跟蹤建模與試驗研究10.3.3色噪聲卡爾曼濾波焊縫預(yù)測跟蹤算法10.4系統(tǒng)辨識在激光焊接過程飛濺特征分析中的應(yīng)用10.4.1研究背景10.4.2大功率盤形激光焊接試驗設(shè)計10.4.3系統(tǒng)辨識在焊接過程飛濺特征分析中的應(yīng)用