智能控制是在人工智能和自動控制等多學科基礎上發(fā)展起來的交叉學科。隨著社會和科學技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的控制理論面臨著很大的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在傳統(tǒng)的控制理論在處理系統(tǒng)的復雜性、測量的不準確性和不確定性問題時顯得無能為力。在此背景下，模糊推理、神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法和專家系統(tǒng)等智能控制技術取得了長足的發(fā)展。當前國內(nèi)外控制界多把復雜系統(tǒng)的控制作為控制科學與工程學科發(fā)展的前沿方向。
《導彈計算機智能控制系統(tǒng)》主要介紹計算機智能控制理論在導彈飛行控制系統(tǒng)中的應用。全書共6章，主要內(nèi)容包括智能控制系統(tǒng)概述、模糊邏輯PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制、遺傳算法PID控制、多采樣頻率系統(tǒng)的分析與設計和智能控制在導彈姿態(tài)控制中的應用。
《導彈計算機智能控制系統(tǒng)》可供飛行器控制及相關專業(yè)的高等院校教師、學生及工程技術人員參考使用。
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隨著科學技術的迅速發(fā)展，經(jīng)典控制理論在處理復雜不確定系統(tǒng)時面臨著一系列挑戰(zhàn)，已經(jīng)不能滿足實際需要。智能控制理論作為一種新的控制方法，在航空航天、工業(yè)控制、機器人控制等領域獲得了廣泛的應用。近年來，國內(nèi)外學者在智能控制領域進行了深入的研究，1984年成立了國際模糊系統(tǒng)協(xié)會（International Fuzzy Systems Association，IFSA）。FUZZY Sets and Systems（《模糊集與系統(tǒng)》）雜志與美國電氣與電子工程師協(xié)會（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）的IEEE Transactions on Fuzzy Systems（《模糊系統(tǒng)》）雜志也先后創(chuàng)刊。另外，導彈具有參數(shù)隨時間快速變化的特點，飛行過程中易受到強干擾、強不確定性及強非線性的影響，為了保證導彈在飛行過程中的穩(wěn)定性、動態(tài)性和魯棒性，對控制系統(tǒng)的設計提出了新的更高的要求。本書作者一直從事此領域的理論與應用研究，承擔了多項與之相關的研究課題，并且取得了眾多理論與工程實踐研究成果。
本書正是在綜合國內(nèi)外相關研究的基礎上，結(jié)合作者的理論實踐研究成果，進一步提煉和總結(jié)完成的。本書的完成為從事導彈控制系統(tǒng)設計、智能控制理論的研究與實踐等專業(yè)的設計工作人員，以及在校相關專業(yè)的碩士生、博士生的培養(yǎng)提供了方便，具有很好的理論研究價值和工程實踐意義。
本書詳細地介紹了導彈計算機智能控制系統(tǒng)的設計方法。全書一共分為6章，第1章為智能控制系統(tǒng)概述；第2～4章分別介紹現(xiàn)有的幾種典型的智能控制方法，即模糊邏輯PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制和遺傳算法PID控制；第5章詳細介紹多采樣頻率系統(tǒng)的分析與設計；第6章介紹智能控制在導彈姿態(tài)控制系統(tǒng)中的應用。
本書的主要特點如下：
1）研究方法獨特。本書通過智能控制方法完成導彈姿態(tài)控制系統(tǒng)的設計，保證導彈在飛行過程中的穩(wěn)定性和動態(tài)性。同時，相比于傳統(tǒng)的增益調(diào)參方法，本書介紹的智能控制方法能夠克服傳統(tǒng)方法在設計中過于依賴設計者經(jīng)驗的特點，有效提高了設計效率。
2）思路清晰。本書緊緊圍繞導彈計算機智能控制方法設計展開論述。從智能控制的基本概念出發(fā)，到典型的導彈智能控制設計方法研究與論述；最后結(jié)合導彈的實際特性，介紹了導彈計算機智能控制系統(tǒng)的設計方法。本書體系完整，內(nèi)容全面、詳細，層層推進。
3）工程實用性強。本書第5章專門介紹導彈的多采樣頻率系統(tǒng)設計。同時，本書第6章以導彈姿態(tài)控制系統(tǒng)設計為例，給出了在實際工程中導彈智能控制系統(tǒng)的設計思路和方法。
本書第1～4章由符文星執(zhí)筆，第5章和第6章由朱蘇朋執(zhí)筆。全書由符文星審核定稿。
在撰寫本書過程中，作者得到了西北工業(yè)大學航天學院飛行控制與仿真技術研究所多位老師的支持和幫助，程吳宇博士等完善了本書中的部分算例，在此表示衷心的感謝。同時感謝中國人民解放軍空軍工程大學方洋旺教授的幫助與支持。
感謝科學出版社編輯的大力支持和幫助。
感謝國家自然科學基金聯(lián)合基金項目（ No.U1630127）對本書的資助。
本書引用了一些作者的研究成果，在此，向各位作者致以誠摯的謝意。
由于作者水平有限，書中疏漏和不妥之處在所難免，希望各位讀者批評指正。
符文星，飛行器設計專業(yè)博士，教授，博士生導師，英國Cranfield University訪問學者。現(xiàn)任西北工業(yè)大學無人系統(tǒng)技術研究院副院長兼飛行控制與仿真技術研究所所長，“空天飛行器”國防科技創(chuàng)新團隊核心成員，中國計量測試學會運動信息測試專業(yè)委員會委員。長期從事飛行器智能化、制導控制系統(tǒng)設計與仿真等方面的研究工作，主持完成包括國家自然科學基金等各類科研項目40余項。主編完成相關研究著作三本，在國內(nèi)外期刊及會議發(fā)表研究論文50余篇，其中20余篇被SCI、EI、ISTP收錄，獲授權專利十余項，國防科技進步獎兩項。
第1章 智能控制系統(tǒng)概述
1．1 傳統(tǒng)控制理論所面臨的問題
1．2 智能控制系統(tǒng)的基本概念
1．3 智能控制系統(tǒng)的構成原理
1．3．1 一般自動控制系統(tǒng)的構成
1．3．2 智能控制系統(tǒng)的構成
1．3．3 智能控制系統(tǒng)的主要功能特點
1．4 智能控制的類型
1．5 智能控制系統(tǒng)的分析方法
1．6 智能控制的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
第2章 模糊邏輯PID控制
2．1 模糊邏輯理論的基本概念
2．1．1 模糊集合及其運算
2．1．2 模糊關系及其合成
2．1．3 模糊向量及其運算
2．1．4 模糊邏輯規(guī)則
2．1．5 模糊邏輯推理
2．2 模糊邏輯控制系統(tǒng)的基本結(jié)構
2．2．1 模糊控制系統(tǒng)的構成
2．2．2 模糊控制器的基本結(jié)構
2．2．3 模糊控制器的維數(shù)
2．2．4 模糊控制中的基本運算操作
2．3 模糊邏輯控制系統(tǒng)的基本原理
2．3．1 模糊化運算
2．3．2 數(shù)據(jù)庫
2．3．3 模糊控制規(guī)則庫
2．3．4 模糊推理
2．3．5 清晰化計算
2．4 離散論域的模糊控制系統(tǒng)的設計
2．5 具有PID功能的模糊控制器
第3章 神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制
3．1 神經(jīng)網(wǎng)絡的基本概念
3．1．1 生物神經(jīng)元模型
3．1．2 人工神經(jīng)元模型
3．1．3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型
3．1．4 神經(jīng)網(wǎng)絡的學習
3．1．5 神經(jīng)網(wǎng)絡的分類
3．2 典型神經(jīng)網(wǎng)絡模型及其主要算法
3．2．1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡及其主要算法
3．2．2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡及其主要算法
3．3 神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)
3．3．1 神經(jīng)網(wǎng)絡控制的基本原理
3．3．2 神經(jīng)網(wǎng)絡在控制中的主要作用
3．3．3 神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的分類
3．4 基于單神經(jīng)元網(wǎng)絡的PID控制
3．4．1 基于單神經(jīng)元的自適應PID控制
3．4．2 改進的單神經(jīng)元自適應PID控制
3．4．3 基于二次型性能指標學習算法的單神經(jīng)元自適應PID控制
3．5 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的PID控制
3．5．1 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡整定的PID控制
3．5．2 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡整定的PID控制
3．5．3 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡辨識的單神經(jīng)元PID模型參考自適應控制
第4章 遺傳算法PID控制
4．1 遺傳算法概述
4．1．1 遺傳算法的基本概念
4．1．2 遺傳算法的特點
4．1．3 遺傳算法與傳統(tǒng)方法的比較
4．1．4 基于遺傳算法的應用
4．2 遺傳算法的基本原理
4．2．1 編碼
4．2．2 選擇
4．2．3 交叉
4．2．4 變異
4．2．5 適應度函數(shù)
4．2．6 控制參數(shù)的選擇
4．2．7 約束條件的處理
4．3 基本遺傳算法
4．3．1 遺傳算法的基本操作
4．3．2 遺傳算法的構成要素
4．3．3 遺傳算法的基本步驟
4．4 基于遺傳算法的PID整定
4．4．1 基于實數(shù)編碼遺傳算法的PID整定
4．4．2 基于二進制編碼遺傳算法的PID整定
第5章 多采樣頻率系統(tǒng)的分析與設計
5．1 多采樣頻率的配置
5．2 多采樣頻率系統(tǒng)的等效變換
5．2．1 環(huán)節(jié)的等效變換
5．2．2 系統(tǒng)的等效變換
5．3 多采樣頻率系統(tǒng)的性能分析
5．4 多采樣頻率系統(tǒng)的設計方法
5．5 多采樣頻率智能控制系統(tǒng)設計
5．5．1 基于模糊推理的多采樣頻率智能控制系統(tǒng)設計
5．5．2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的多采樣頻率智能控制系統(tǒng)設計
第6章 智能控制在導彈姿態(tài)控制系統(tǒng)中的應用
6．1 導彈縱向通道控制系統(tǒng)設計
6．1．1 導彈縱向通道姿態(tài)角控制系統(tǒng)的構成
6．1．2 導彈彈體小擾動線性化模型
6．1．3 導彈飛行控制系統(tǒng)數(shù)學模型
6．1．4 導彈縱向通道阻尼回路設計
6．2 PID控制縱向通道姿態(tài)角控制系統(tǒng)設計仿真
6．3 智能控制在縱向通道姿態(tài)角控制系統(tǒng)中的應用
6．4 多速率采樣在縱向通道姿態(tài)角控制系統(tǒng)中的應用
參考文獻
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