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目录 1

第一章导论 1

1-1电气系统最优控制发展概况 1

1-2电气最优控制的基本问题 2

1-3最优控制问题的数学描述 7

1-4最优控制存在的必要条件及其在电气控制中的应用例 11

1-5状态空间分析概要 13

1-5-1连续系统的状态方程 14

1-5-2离散系统的状态方程 21

1-5-3能控性 24

1-5-4能观性 26

第二章最优控制的数学方法 30

2-1 泛函无条件极值的变分原理 30

2-2 在等式约束条件下泛函极值问题的解法——拉格朗日乘数法 36

2-3 最优控制问题的变分法 37

2-4 极小值原理 45

2-5 开关控制与最小时间控制问题 59

2-6 极小值原理的其它形式及延时系统的极小值原理 67

2-7 动态规划 69

第三章极小值原理在电力拖动最优控制中的应用3-1 电力拖动的基本方程与相对单位制 73

3-2第一类电力拖动在电流和转速都不加限制条件下的最优控制 75

3-3 最优控制中的角点条件与电力拖动的阶步式控制 80

3-4 控制量受限制时的最优控制 84

3-5 状态变量受限制条件下的最优控制 86

3-6 阻转矩与转速有关的最优控制 90

第四章奇异最优控制及其在电气系统中的应用4-1 奇异最优控制问题 93

4-2 电力拖动中的奇异最优控制问题 102

4-3 晶闸管一直流电机拖动系统的物理量限制问题 106

4-4 金属切削机床电气传动的快速奇异最优控制问题 107

5-1 状态调节器 112

第五章线性二次型最优控制 112

5-2 直流电动机双闭环调速系统的速度调节器的二次型指标最优化设计 116

5-3 线性二次型最优控制的性质 120

5-4 输出调节器 126

5-5 状态观测器和扰动观测器 127

5-6 按照反馈信号优势简化多变量控制系统的结构 132

5-7 最优调节器的频域设计方法 137

第六章线性二次型最优控制的抗扰性及电气传动系统的最优设计6-1 误差变量法及其在速度调节器设计中的应用 143

6-2 积分状态法和误差微分法 154

6-3 干扰最优补偿器 157

6-4 调速系统抗扰全状态反馈的最优控制 159

6-5 多电机协调最优控制 162

6-6 伺服问题及考虑扰动的黎卡提变换 171

第七章计算机最优控制系统 175

7.1 离散型极小值原理 175

7-2 离散型极小值原理与连续型极小值原理的比较 182

7-3 离散型的线性调节器问题 184

7-4 计算机控制延时问题和离散延时最优控制系统 185

7-5 延时系统的模型转换 191

7-6 离散最优控制的扰动补偿 194

7-7 离散型状态观测器和扰动观测器 198

7-8 直流调速系统的微型计算机最优控制 201

第八章最优控制的计算方法及其在电气系统中的应用8-1 梯度法 214

8-2 共轭梯度法 219

8-3 电气传动系统最优控制的数值解 226

8-4 控制系统的参数最优化 228

8-5 直流电动机最小能耗控制的数值解 233

8-6 延时系统最优控制的数值方法 236

8-7 线性延时系统二次型最优控制的数值解 239

8-8 具有测厚延时的轧机最优控制系统的数值解 240

8-9 解具有约束的最优控制问题的数值方法 243

8-10线性二次型最优控制问题的黎卡提代数方程的数值解法 244

8-11 方块脉冲函数在最优控制计算中的应用 251

8-12方块脉冲函数在延时最优控制计算中的应用 257

第九章 机电系统的最优控制系统9-1 仿型机械手的最优控制 263

9-1-1 双侧作用随动系统的综合 263

9-1-2非线性系统调节器的解析结构 268

9-1-3具有一个自由度的遥控仿型机械手电气传动系统最优控制的综合 275

9-2 轧钢机最优控制系统 287

9-3 电弧炉无功补偿的最优控制 292

9-4 机械加工系统的计算机 298

控制与最优化 298

9-4-1 计算机辅助加工系统（CAM） 298

9-4-2机床的最优化控制问题 299

附录 306

附录A 矩阵的广义逆、前馈补偿阵及其计算程序 306

附录B 求解黎卡提方程及反馈阵的程序 312

附录C矩阵的微分 322

附录D 极小值原理中的引理 322

附录E 电力拖动奇异最优控制问题程序 324

附录F1反作用随动系统在考虑干摩擦条件下状态方程的推导 327

附录F2反作用随动系统在考虑干摩擦、间隙非线性和传动弹性条件下状态方程的推导 330

附录G 最速下降法求解代数方程的程序 336

参考文献 338