最優(yōu)控制理論與系統(tǒng)（第三版）
《最優(yōu)控制理論與系統(tǒng)（第三版）》從理論及工程應(yīng)用的角度，系統(tǒng)地介紹了最優(yōu)控制理論及最優(yōu)控制系統(tǒng)的各個基本方面。全書共分10章。第2～4章介紹變分法、極小值原理和動態(tài)規(guī)劃的基本內(nèi)容、方法及應(yīng)用；第5、6章對狀態(tài)調(diào)節(jié)器、輸出調(diào)節(jié)器以及跟蹤系統(tǒng)進行了較為深入的討論；第7～9章介紹了最優(yōu)控制理論中較為新穎的分支——魯棒最優(yōu)控制、奇異最優(yōu)控制以及隨機最優(yōu)控制；第10章介紹各種典型的實用最優(yōu)控制系統(tǒng)。
《最優(yōu)控制理論與系統(tǒng)（第三版）》深入淺出，結(jié)構(gòu)嚴謹，實例豐富，便于自學(xué)。既可作為高等院校自動控制專業(yè)研究生教材和自動化類專業(yè)高年級本科生教材，亦可供從事自動控制、信息處理、系統(tǒng)工程及計算機應(yīng)用等專業(yè)的科研人員和工程技術(shù)人員參考。
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20世紀60年代初，由于空間技術(shù)的迅猛發(fā)展和數(shù)字計算機的廣泛應(yīng)用，動態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化理論得到迅速發(fā)展，形成了最優(yōu)控制理論這一重要的學(xué)科分支。時至今日，動態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化理論不僅有了許多成功的應(yīng)用，而且遠遠超出了自動控制的傳統(tǒng)界限，在系統(tǒng)工程、經(jīng)濟管理與決策、人口控制等許多領(lǐng)域都有越來越廣泛的應(yīng)用，取得了顯著的成效。同時，最優(yōu)控制理論自身在不斷完善和充實的過程中又產(chǎn)生了許多需要解決的理論和實踐問題。也許，正是因為這些原因，最優(yōu)控制目前仍然是一個相當活躍的學(xué)科領(lǐng)域。
本書試圖從理論及工程應(yīng)用的角度，系統(tǒng)地介紹最優(yōu)控制理論的各個基本方面。全書共分10章。第2～4章系統(tǒng)介紹變分法、極小值原理和動態(tài)規(guī)劃的基本內(nèi)容、方法及應(yīng)用；第5、6章對狀態(tài)調(diào)節(jié)器、輸出調(diào)節(jié)器以及跟蹤系統(tǒng)進行了較為深入的討論；第7～9章介紹了最優(yōu)控制理論中較為新穎的分支——魯棒最優(yōu)控制、奇異最優(yōu)控制以及隨機最優(yōu)控制；第10章集中介紹各種典型的實用最優(yōu)控制系統(tǒng)。
在編著過程中，我們在注重理論的嚴謹性，保持內(nèi)容的先進性、完整性和系統(tǒng)性的同時，力求深入淺出，便于讀者自學(xué)。書中編人了相當數(shù)量的例題、習(xí)題和應(yīng)用實例，以利于深入理解和應(yīng)用最優(yōu)控制理論。
本書第1～6章，為最優(yōu)控制學(xué)科的基本內(nèi)容，可供32～40學(xué)時授課之用。在本書第三版中，提供了授課內(nèi)容的PPT，并制成二維碼，附于書中，以便查詢之需。
本書由胡壽松教授、王執(zhí)銓教授和胡維禮教授編著。在編著過程中，得到了史維教授、劉士中教授、肖迪博士的協(xié)助。對此，我們表示衷心的感謝。
本書是編著者在多年教學(xué)和科研的基礎(chǔ)上，經(jīng)充實和提高而寫成的，其中大部分內(nèi)容都已為控制專業(yè)研究生、高年級本科生以及有關(guān)工程技術(shù)人員多次講授過，但由于編著者水平所限，書中疏漏和不妥之處在所難免，殷切希望廣大讀者不吝指正。
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目錄
前言
第1章導(dǎo)論1
1.1引言1
1.2最優(yōu)控制問題2
1.3性能指標類型6
第2章最優(yōu)控制中的變分法8
2.1泛函與變分8
2.2歐拉方程15
2.3橫截條件22
2.4用變分法解最優(yōu)控制問題28
2.5角點條件與內(nèi)點約束43
習(xí)題46
第3章極小值原理及其應(yīng)用49
3.1連續(xù)系統(tǒng)的極小值原理49
3.2離散系統(tǒng)的極小值原理76
3.3時間最優(yōu)控制86
3.4燃料最優(yōu)控制107
3.5時間-燃料最優(yōu)控制115
習(xí)題121
第4章動態(tài)規(guī)劃129
4.1多級決策問題129
4.2離散動態(tài)規(guī)劃137
4.3連續(xù)動態(tài)規(guī)劃144
4.4動態(tài)規(guī)劃與極小值原理和變分法151
習(xí)題156
第5章線性最優(yōu)狀態(tài)調(diào)節(jié)器160
5.1線性二次型問題160
5.2狀態(tài)調(diào)節(jié)器163
5.3具有給定穩(wěn)定度的狀態(tài)調(diào)節(jié)器179
5.4逆最優(yōu)調(diào)節(jié)器182
5.5離散狀態(tài)調(diào)節(jié)器187
習(xí)題191
第6章線性最優(yōu)輸出調(diào)節(jié)器與跟蹤系統(tǒng)195
6.1輸出調(diào)節(jié)器195
6.2離散輸出調(diào)節(jié)器205
6.3跟蹤系統(tǒng)210
習(xí)題220
第7章魯棒最優(yōu)控制223
7.1魯棒控制問題223
7.2魯棒控制的基本概念與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)226
7.3H∞最優(yōu)控制理論229
7.4H∞最優(yōu)控制的直接狀態(tài)空間法252
習(xí)題260
第8章奇異最優(yōu)控制261
8.1最優(yōu)控制問題的奇異解261
8.2線性系統(tǒng)的奇異最優(yōu)控制267
8.3非線性系統(tǒng)的奇異最優(yōu)控制279
8.4奇異最優(yōu)調(diào)節(jié)器284
8.5奇異最優(yōu)控制的應(yīng)用290
習(xí)題293
第9章隨機最優(yōu)控制295
9.1隨機噪聲作用下的狀態(tài)響應(yīng)295
9.2隨機狀態(tài)反饋調(diào)節(jié)器300
9.3隨機輸出反饋調(diào)節(jié)器308
9.4離散系統(tǒng)的隨機最優(yōu)控制316
習(xí)題325
第10章實用最優(yōu)控制系統(tǒng)327
10.1高速高精度數(shù)字伺服系統(tǒng)的時間次優(yōu)控制327
10.2Ⅲ型數(shù)字伺服系統(tǒng)的ITAE性能指標最優(yōu)控制337
10.3交直流混合電力系統(tǒng)直流制動的時間-能量雙指標最優(yōu)控制342
10.4二級倒立擺的二次型最優(yōu)控制346
10.5電動公交車直流牽引電動機驅(qū)動系統(tǒng)最優(yōu)控制353
參考文獻361
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