模型參考自適應控制導論

[ 美 ] 尼漢·T. 阮（Nhan T. Nguyen） 著 趙良玉 石忠佼

模型參考自適應控制導論

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商品描述

本書通過翔實的應用實例為讀者介紹了自適應控制理論的相關知識，適用於剛開始碩士或博士學習生涯的學生，也適用於希望能夠快速入門自適應控制理論的工程技術人員。

本書由簡入繁、從易到難地介紹了各種各樣的自適應控制技術，並為所有的自適應控制技術提供了簡明的穩定性證明，同時避免過多的數學運算混淆讀者的理解。

本書首先介紹了一階、二階以及多輸入多輸出系統的標準模型參考自適應控制技術；接著討論了最小二乘參數估計及其在模型參考自適應控制技術中的應用，來幫助讀者對模型參考自適應控制形成一種不同的認識；隨後討論了採用正交多項式和神經網絡的函數近似技術以及基於神經網絡的模型參考自適應控制技術。

本書深入討論了模型參考自適應控制相關的魯棒性問題，在幫助讀者瞭解該技術固有缺陷的基礎上，通過將魯棒性的各個方面與線性時不變系統的相關項進行對比來加深理解。

從魯棒性問題出發，書中還介紹了多種魯棒自適應控制的標準方法，並詳細闡述了近年來的研究進展，特別是本書作者在最優控制修正方面的工作，指出最優控制修正法能夠在自適應系統的設計過程中滿足默認的系統穩定裕度。該方法已在專用的研究型飛機上成功地進行了飛行測試，並在本書最後一章將該方法應用到結合了直接模型參考自適應控制和最小二乘間接自適應控制的混合自適應飛行控制體系結構中。除了多種應用實例之外，本書還在每一章末尾提供了豐富的習題以及對應的MATLAB程序以幫助讀者加深理解。

讀者閱讀本書只需要掌握基本的控制理論數學知識，如微分方程和矩陣代數。本書涵蓋了模型參考自適應控制的基礎知識和必要的數學預備知識。

作者簡介

石忠佼，博士，就讀於北京理工大學航空宇航科學與技術學科，2017-2019年美國聖母大學電子信息工程系訪問學者。主要從事自適應控制、隨機優化及其應用研究，參與國家自然科學基金、國防973等項目多項，發表SCI/EI檢索論文10餘篇。

目錄大綱

出版者的話
譯者序
前言
關於作者
關於譯者
第1章 緒論
1.1 背景介紹
1.2 自適應飛行控制系統的驗證和確認
1.2.1 自適應飛行控制系統的仿真驗證
1.2.2 自適應控制系統的評價指標
1.3 小結
參考文獻
第2章 非線性系統
2.1 平衡點和線性化
2.2 局部穩定性和相平面分析
2.3 其他非線性現象
2.4 小結
2.5 習題
參考文獻
第3章 數學基礎
3.1 向量範數和矩陣範數
3.1.1 向量範數
3.1.2 矩陣範數
3.2 緊集
3.3 存在性和唯一性
3.3.1 Cauchy定理
3.3.2 全局Lipschitz條件
3.3.3 局部Lipschitz條件
3.4 正定、對稱和反對稱矩陣
3.4.1 正定矩陣和函數
3.4.2 反對稱矩陣
3.5 小結
3.6 習題
第4章 李雅普諾夫穩定性理論
4.1 穩定的概念
4.1.1 穩定性定義
4.1.2 漸近穩定
4.1.3 指數穩定
4.2 李雅普諾夫直接法
4.2.1 緣起
4.2.2 局部穩定的李雅普諾夫定理
4.2.3 指數穩定的李雅普諾夫定理
4.2.4 徑向無界函數
4.2.5 全局漸近穩定的Barbashin-Krasovskii定理
4.2.6 LaSalle不變集定理
4.2.7 微分李雅普諾夫方程
4.3 非自治系統的穩定性
4.3.1 一致穩定
4.3.2 一致有界
4.3.3 Barbalat引理
4.4 小結
4.5 習題
參考文獻
第5章 模型參考自適應控制
5.1 模型參考自適應控制系統的組成
5.1.1 不確定被控對象
5.1.2 參考模型
5.1.3 控制器
5.1.4 自適應律
5.2 一階單輸入單輸出系統的直接模型參考自適應控制
5.2.1 案例Ⅰ：a和b未知，但b的符號已知
5.2.2 案例Ⅱ：a和b均已知
5.3 一階單輸入單輸出系統的間接模型參考自適應控制
5.4 二階單輸入單輸出系統的直接模型參考自適應控制
5.4.1 案例Ⅰ：A和B未知，但b的符號已知
5.4.2 案例Ⅱ：A和B均已知
5.5 二階單輸入單輸出系統的間接模型參考自適應控制
5.6 多輸入多輸出系統的直接模型參考自適應控制
5.6.1 案例Ⅰ：A和∧未知，但B和∧的符號已知
5.6.2 案例Ⅱ：A和B都已知，且∧=I
5.7 多輸入多輸出系統的間接模型參考自適應控制
5.8 小結
5.9 習題
參考文獻
第6章 最小二乘參數辨識
6.1 最小二乘回歸
6.2 凸優化和最小二乘梯度法
6.3 持續激勵和參數收斂
6.4 遞歸最小二乘
6.5 基於最小二乘參數辨識的間接自適應控制
6.6 信號微分的估計
6.7 小結
6.8 習題
參考文獻
第7章 函數近似和非結構不確定性系統的自適應控制
7.1 基於最小二乘的多項式近似
7.2 神經網絡近似
7.3 非結構不確定性自適應控制
7.3.1 需要矩陣逆的遞歸最小二乘直接自適應控制
7.3.2 不需要矩陣逆的修正遞歸最小二乘直接自適應控制
7.3.3 最小二乘梯度直接自適應控制
7.3.4 神經網絡近似的最小二乘梯度直接自適應控制
7.3.5 神經網絡近似的模型參考自適應控制
7.4 小結
7.5 習題
參考文獻
第8章 自適應控制的魯棒性問題
8.1 參數漂移
8.2 非最小相位系統
8.3 時滯系統
8.4 未建模動態
8.5 快速自適應
8.6 小結
8.7 習題
參考文獻
第9章 魯棒自適應控制
9.1 死區法
9.2 投影法
9.3 σ修正
9.4 e修正
9.5 最優控制修正
9.5.1 最優控制
9.5.2 最優控制修正法的推導
9.5.3 李雅普諾夫穩定性分析
9.5.4 線性漸近特性
9.6 自適應回路重構修正
9.7 L1自適應控制
9.8 歸一化法
9.9 自適應速率的協方差調節
9.10 具有控制輸入不確定性系統的最優控制修正
9.11 具有控制輸入不確定性系統的雙目標最優控制修正
9.12 具有一階慢執行機構動力學的奇異攝動系統自適應控制
9.13 具有未建模動態的線性不確定系統最優控制修正
9.14 相對階為1的非最小相位系統自適應控制
9.14.1 最小相位系統
9.14.2 非最小相位系統
9.15 小結
9.16 習題
參考文獻
第10章 航空航天應用案例
10.1 一級倒立擺
10.2 機器人應用中的雙擺
10.3 飛機縱向動力學的自適應控制
10.4 遞歸最小二乘和神經網絡俯仰姿態自適應飛行控制
10.5 柔性飛機自適應控制
10.6 自適應LQG顫振控制
10.7 自適應飛行控制
10.8 混合自適應飛行控制
10.9 具有最優控制修正的F-18飛機自適應控制
10.10 小結
10.11 習題
參考文獻
考試樣題
索引

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