第1章 緒 論

1.1 最優(yōu)控制概況

1.2 航空動(dòng)力系統(tǒng)最優(yōu)控制問題

1.3 最優(yōu)控制問題的基本組成

1.4 最優(yōu)控制問題的求解方法

第2章 變分法及其在最優(yōu)控制中的應(yīng)用

2.1變分法的基本概念和原理

2.1.1 古典變分法的典型問題

2.1.2 泛函和泛函極值

2.1.3 泛函極值的變分問題

2.2 變分法解最優(yōu)控制問題

2.2.1 最優(yōu)控制問題描述

2.2.2 最優(yōu)控制問題求解

2.3 變分問題的直接解法

第3章 極小值原理及其應(yīng)用

3.1 引 例

3.2 連續(xù)系統(tǒng)的極小值原理

3.2.1 連續(xù)定常系統(tǒng)的極小值原理

3.2.2 連續(xù)時(shí)變系統(tǒng)的極小值原理

3.3 離散系統(tǒng)的極小值原理

3.3.1 離散系統(tǒng)基本概念

3.3.2 極小值原理

3.3.3 離散系統(tǒng)極小值原理與連續(xù)系統(tǒng)極小值原理對(duì)比

3.4 極小值原理的典型應(yīng)用

3.4.1 時(shí)間最優(yōu)控制

3.4.2 燃料最優(yōu)控制

3.4.3 時(shí)間燃料最優(yōu)控制

3.4.4 能量最優(yōu)控制

第4章 動(dòng)態(tài)規(guī)劃及其應(yīng)用

4.1 最短路線問題

4.2 最優(yōu)性原理

4.3 動(dòng)態(tài)規(guī)劃的基本遞推方程

4.4 動(dòng)態(tài)規(guī)劃的數(shù)值計(jì)算方法

4.5 連續(xù)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃

4.5.1 連續(xù)控制系統(tǒng)最優(yōu)性原理

4.5.2 連續(xù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃基本遞推方程

4.5.3 哈密頓雅可比方程的解與最優(yōu)性能指標(biāo)的關(guān)系

4.5.4 最優(yōu)解的求解步驟

4.6 動(dòng)態(tài)規(guī)劃與極小值原理和變分法的關(guān)系

4.6.1 動(dòng)態(tài)規(guī)劃與變分法的關(guān)系

4.6.2 極小值原理與變分法的關(guān)系

4.6.3 動(dòng)態(tài)規(guī)劃與極小值原理的關(guān)系

第5章 線性二次型最優(yōu)控制

5.1 線性二次型最優(yōu)控制問題

5.1.1 問題提法

5.1.2 性能指標(biāo)的物理意義

5.1.3 加權(quán)矩陣F,Q t ,R t 的選取

5.1.4 線性二次型最優(yōu)控制問題的三種類型

5.2 狀態(tài)調(diào)節(jié)器問題

5.2.1 有限時(shí)間狀態(tài)調(diào)節(jié)器問題

5.2.2 無限時(shí)間狀態(tài)調(diào)節(jié)器問題

5.3 輸出調(diào)節(jié)器問題

5.3.1 有限時(shí)間線性時(shí)變系統(tǒng)輸出調(diào)節(jié)器問題

5.3.2 無限時(shí)間線性定常系統(tǒng)輸出調(diào)節(jié)器問題

5.4 跟蹤問題

5.4.1 有限時(shí)間線性時(shí)變系統(tǒng)跟蹤問題

5.4.2 無限時(shí)間線性定常系統(tǒng)跟蹤問題

5.5 具有指定穩(wěn)定度的最優(yōu)調(diào)節(jié)器問題

5.6 在階躍干擾作用下的狀態(tài)調(diào)節(jié)器問題

5.7 帶有狀態(tài)觀測(cè)器的最優(yōu)調(diào)節(jié)器問題

5.8 離散系統(tǒng)最優(yōu)調(diào)節(jié)器問題

5.9 線性二次型最優(yōu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例

5.9.1 一階倒立擺LQR控制

5.9.2 四輪轉(zhuǎn)向汽車LQR控制

5.9.3 起重機(jī)LQR最優(yōu)控制

5.9.4 無人機(jī)的最優(yōu)高度調(diào)節(jié)

5.9.5 兩級(jí)柔性機(jī)器人LQR最優(yōu)控制

第6章 H ∞ 優(yōu)化控制

6.1 魯棒控制簡(jiǎn)介

6.1.1 問題的提出

6.1.2 魯棒控制問題介紹

6.2 數(shù)學(xué)知識(shí)補(bǔ)充

6.2.1 范 數(shù)

6.2.2 傳遞函數(shù)陣運(yùn)算法則

6.3 H ∞ 標(biāo)準(zhǔn)控制問題

6.4 典型控制問題與H ∞ 標(biāo)準(zhǔn)控制問題的轉(zhuǎn)換

6.4.1 干擾抑制問題

6.4.2 跟蹤問題

6.4.3 魯棒穩(wěn)定問題

6.5 狀態(tài)反饋H ∞ 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6.5.1 設(shè)計(jì)原理

6.5.2 設(shè)計(jì)步驟

6.5.3 仿真與分析

6.6 輸出反饋H ∞ 控制器設(shè)計(jì)

第7章 預(yù)測(cè)控制

7.1 預(yù)測(cè)控制簡(jiǎn)介

7.2 模型算法控制(MAC)

7.2.1 MAC預(yù)測(cè)模型

7.2.2 單步MAC原理

7.2.3 多步MAC原理

7.2.4 仿真實(shí)例

7.3 動(dòng)態(tài)矩陣控制(DMC)

7.3.1 單位階躍響應(yīng)模型

7.3.2 DMC預(yù)測(cè)模型

7.3.3 反饋校正

7.3.4 參考軌跡

7.3.5 滾動(dòng)優(yōu)化

7.3.6 DMC參數(shù)選取

7.3.7 仿真實(shí)例

7.4 廣義預(yù)測(cè)控制(GPC)

7.4.1 GPC基本算法

7.4.2 仿真實(shí)例

7.5 非線性模型預(yù)測(cè)控制一般性描述

第8章 智能優(yōu)化控制

8.1 最優(yōu)化理論方法簡(jiǎn)述

8.2 智能優(yōu)化控制與傳統(tǒng)控制的關(guān)系

8.3 幾種智能優(yōu)化算法簡(jiǎn)介

8.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法

8.3.2 彈性BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法

8.3.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法

8.3.4 最小二乘支持向量機(jī)

8.3.5 遺傳算法

8.3.6 粒子群算法

8.3.7 速度變異粒子群算法

8.3.8 人工蜂群算法

8.3.9 灰狼優(yōu)化算法

8.3.10 改進(jìn)灰狼優(yōu)化算法

8.3.11 教與學(xué)優(yōu)化算法

8.4 基于遺傳算法的PID控制器設(shè)計(jì)

8.5 基于遺傳算法的LQR控制器設(shè)計(jì)

8.5.1 增廣LQR控制器設(shè)計(jì)

8.5.2 基于遺傳算法的控制器參數(shù)整定

8.5.3 仿真驗(yàn)證

第9章 基于變分法求解航空發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)控制問題

9.1 航空渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)控制

9.1.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)線性小偏差模型

9.1.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制量無約束時(shí)最優(yōu)控制問題的解法

9.2 航空渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)控制

9.2.1 渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)模型簡(jiǎn)化

9.2.2 渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)

9.2.3 仿真驗(yàn)證

第10章 基于極小值原理求解航空發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)控制問題

10.1 控制量無約束時(shí)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)最小能量控制

10.2 控制量有約束時(shí)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)最小時(shí)間控制器

第11章 基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃求解航空發(fā)動(dòng)機(jī)離散時(shí)間最優(yōu)控制問題

11.1 動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法簡(jiǎn)單回顧

11.2 連續(xù)時(shí)間模型離散化方法

11.3 基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的航空渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)控制

11.4 動(dòng)態(tài)規(guī)劃與極小值原理的比較

第12章 航空動(dòng)力系統(tǒng)線性二線型最優(yōu)控制

12.1 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)有限時(shí)間線性二次型最優(yōu)控制

12.1.1 線性二次型最優(yōu)控制理論簡(jiǎn)單回顧

12.1.2 渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)有限時(shí)間LQR控制器設(shè)計(jì)

12.2 渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)無限時(shí)間線性二次型最優(yōu)控制

12.2.1 渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)無限時(shí)間狀態(tài)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)

12.2.2 渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)無限時(shí)間狀態(tài)調(diào)節(jié)器仿真

12.3 渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)線性二次型最優(yōu)控制

12.3.1 渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)線性二次型最優(yōu)狀態(tài)調(diào)節(jié)器問題

12.3.2 渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)線性二次型最優(yōu)輸出調(diào)節(jié)器問題

12.3.3 渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)線性二次型最優(yōu)跟蹤問題

12.4 航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)最優(yōu)控制

12.5 力反饋伺服閥指定穩(wěn)定度線性二次型最優(yōu)控制

12.5.1 力反饋伺服閥模型簡(jiǎn)化

12.5.2 力反饋伺服閥指定穩(wěn)定度狀態(tài)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)

12.5.3 力反饋伺服閥指定穩(wěn)定度狀態(tài)調(diào)節(jié)器仿真

12.6 直流伺服電機(jī)線性二次型最優(yōu)跟蹤控制

12.6.1 直流伺服電機(jī)模型簡(jiǎn)化

12.6.2 直流伺服電機(jī)無限時(shí)間定常輸出跟蹤器的設(shè)計(jì)

12.6.3 直流伺服電機(jī)無限時(shí)間定常輸出跟蹤器的仿真

第13章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)H ∞ 最優(yōu)控制

13.1 標(biāo)準(zhǔn)H ∞ 控制問題回顧

13.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)H ∞ 最優(yōu)控制設(shè)計(jì)

13.2.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型

13.2.2 選擇加權(quán)矩陣

13.2.3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)H ∞ 控制轉(zhuǎn)換

13.2.4 航空發(fā)動(dòng)機(jī)H ∞ 控制仿真

第14章 航空動(dòng)力系統(tǒng)預(yù)測(cè)控制

14.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)廣義預(yù)測(cè)控制

14.1.1 JT9D小偏差動(dòng)態(tài)線性模型建立

14.1.2 使用GPC算法對(duì)JT9D工作點(diǎn)線性模型動(dòng)態(tài)仿真

14.2 航空發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)矩陣控制

14.3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)模型算法控制

14.4 考慮燃燒時(shí)滯的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)MPC控制

14.5 航空發(fā)動(dòng)機(jī)多輸入多輸出MPC控制

14.5.1 將狀態(tài)空間模型轉(zhuǎn)化為離散模型

14.5.2 系統(tǒng)的預(yù)測(cè)控制解

14.5.3 仿真驗(yàn)證

第15章 智能優(yōu)化算法在航空動(dòng)力系統(tǒng)中的應(yīng)用

15.1 基于遺傳算法的航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑�？刂�

15.1.1 引言

15.1.2 基于遺傳算法的滑�？刂�(GA_SMC)

15.1.3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)GA_SMC控制仿真

15.2 基于變異粒子群優(yōu)化的微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速預(yù)測(cè)控制

15.2.1 引言

15.2.2 基于V-PSO 優(yōu)化的LS-SVM 預(yù)測(cè)控制

15.2.3 微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)V-PSO 優(yōu)化預(yù)測(cè)控制仿真

15.3 基于蜂群算法的航空多電發(fā)動(dòng)機(jī)DCDC變換器智能優(yōu)化控制

15.3.1 航空多電發(fā)動(dòng)機(jī)DCDC變換器簡(jiǎn)述

15.3.2 基于離線融合蜂群算法(HABC)的DCDC變換器控制設(shè)計(jì)及仿真

15.3.3 基于在線HABC的DCDC變換器控制設(shè)計(jì)及仿真

15.4 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器故障診斷、

15.4.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器故障的數(shù)學(xué)描述

15.4.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)動(dòng)機(jī)估計(jì)模型

15.4.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的傳感器故障診斷方案

15.4.4 仿真驗(yàn)證

15.5 基于灰狼優(yōu)化算法的航空發(fā)動(dòng)機(jī)非線性預(yù)測(cè)控制

15.5.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性預(yù)測(cè)模型

15.5.2 基于指數(shù)收斂的參考軌跡設(shè)計(jì)

15.5.3 反饋校正

15.5.4 帶輸入輸出約束的非線性預(yù)測(cè)控制(NMPC)設(shè)計(jì)

15.5.5 仿真驗(yàn)證

參考文獻(xiàn)