第1章 緒 論

1.1 *優控制概況

1.2 航空動力系統*優控制問題

1.3 *優控制問題的基本組成

1.4 *優控制問題的求解方法

第2章 變分法及其在*優控制中的應用

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*優控制問題

2.2.1 *優控制問題描述

2.2.2 *優控制問題求解

2.3 變分問題的直接解法

第3章 極小值原理及其應用

3.1 引 例

3.2 連續系統的極小值原理

3.2.1 連續定常系統的極小值原理

3.2.2 連續時變系統的極小值原理

3.3 離散系統的極小值原理

3.3.1 離散系統基本概念

3.3.2 極小值原理

3.3.3 離散系統極小值原理與連續系統極小值原理對比

3.4 極小值原理的典型應用

3.4.1 時間*優控制

3.4.2 燃料*優控制

3.4.3 時間燃料*優控制

3.4.4 能量*優控制

第4章 動態規劃及其應用

4.1 *短路線問題

4.2 *優性原理

4.3 動態規劃的基本遞推方程

4.4 動態規劃的數值計算方法

4.5 連續控制系統動態規劃

4.5.1 連續控制系統*優性原理

4.5.2 連續系統動態規劃基本遞推方程

4.5.3 哈密頓雅可比方程的解與*優性能指標的關系

4.5.4 *優解的求解步驟

4.6 動態規劃與極小值原理和變分法的關系

4.6.1 動態規劃與變分法的關系

4.6.2 極小值原理與變分法的關系

4.6.3 動態規劃與極小值原理的關系

第5章 線性二次型*優控制

5.1 線性二次型*優控制問題

5.1.1 問題提法

5.1.2 性能指標的物理意義

5.1.3 加權矩陣F,Q t ,R t 的選取

5.1.4 線性二次型*優控制問題的三種類型

5.2 狀態調節器問題

5.2.1 有限時間狀態調節器問題

5.2.2 無限時間狀態調節器問題

5.3 輸出調節器問題

5.3.1 有限時間線性時變系統輸出調節器問題

5.3.2 無限時間線性定常系統輸出調節器問題

5.4 跟蹤問題

5.4.1 有限時間線性時變系統跟蹤問題

5.4.2 無限時間線性定常系統跟蹤問題

5.5 具有指定穩定度的*優調節器問題

5.6 在階躍干擾作用下的狀態調節器問題

5.7 帶有狀態觀測器的*優調節器問題

5.8 離散系統*優調節器問題

5.9 線性二次型*優控制系統設計舉例

5.9.1 一階倒立擺LQR控制

5.9.2 四輪轉向汽車LQR控制

5.9.3 起重機LQR*優控制

5.9.4 無人機的*優高度調節

5.9.5 兩級柔性機器人LQR*優控制

第6章 H ∞ 優化控制

6.1 魯棒控制簡介

6.1.1 問題的提出

6.1.2 魯棒控制問題介紹

6.2 數學知識補充

6.2.1 范 數

6.2.2 傳遞函數陣運算法則

6.3 H ∞ 標準控制問題

6.4 典型控制問題與H ∞ 標準控制問題的轉換

6.4.1 干擾抑制問題

6.4.2 跟蹤問題

6.4.3 魯棒穩定問題

6.5 狀態反饋H ∞ 控制系統設計

6.5.1 設計原理

6.5.2 設計步驟

6.5.3 仿真與分析

6.6 輸出反饋H ∞ 控制器設計

第7章 預測控制

7.1 預測控制簡介

7.2 模型算法控制(MAC)

7.2.1 MAC預測模型

7.2.2 單步MAC原理

7.2.3 多步MAC原理

7.2.4 仿真實例

7.3 動態矩陣控制(DMC)

7.3.1 單位階躍響應模型

7.3.2 DMC預測模型

7.3.3 反饋校正

7.3.4 參考軌跡

7.3.5 滾動優化

7.3.6 DMC參數選取

7.3.7 仿真實例

7.4 廣義預測控制(GPC)

7.4.1 GPC基本算法

7.4.2 仿真實例

7.5 非線性模型預測控制一般性描述

第8章 智能優化控制

8.1 *優化理論方法簡述

8.2 智能優化控制與傳統控制的關系

8.3 幾種智能優化算法簡介

8.3.1 BP神經網絡算法

8.3.2 彈性BP神經網絡算法

8.3.3 RBF神經網絡算法

8.3.4 *小二乘支持向量機

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 灰狼優化算法

8.3.10 改進灰狼優化算法

8.3.11 教與學優化算法

8.4 基于遺傳算法的PID控制器設計

8.5 基于遺傳算法的LQR控制器設計

8.5.1 增廣LQR控制器設計

8.5.2 基于遺傳算法的控制器參數整定

8.5.3 仿真驗證

第9章 基于變分法求解航空發動機*優控制問題

9.1 航空渦扇發動機*優控制

9.1.1 航空發動機線性小偏差模型

9.1.2 航空發動機控制量無約束時*優控制問題的解法

9.2 航空渦軸發動機*優控制

9.2.1 渦軸發動機模型簡化

9.2.2 渦軸發動機*優控制器設計

9.2.3 仿真驗證

第10章 基于極小值原理求解航空發動機*優控制問題

10.1 控制量無約束時渦扇發動機*小能量控制

10.2 控制量有約束時渦軸發動機*小時間控制器

第11章 基于動態規劃求解航空發動機離散時間*優控制問題

11.1 動態規劃算法簡單回顧

11.2 連續時間模型離散化方法

11.3 基于動態規劃的航空渦扇發動機*優控制

11.4 動態規劃與極小值原理的比較

第12章 航空動力系統線性二線型*優控制

12.1 渦扇發動機有限時間線性二次型*優控制

12.1.1 線性二次型*優控制理論簡單回顧

12.1.2 渦扇發動機有限時間LQR控制器設計

12.2 渦軸發動機無限時間線性二次型*優控制

12.2.1 渦軸發動機無限時間狀態調節器設計

12.2.2 渦軸發動機無限時間狀態調節器仿真

12.3 渦噴發動機線性二次型*優控制

12.3.1 渦噴發動機線性二次型*優狀態調節器問題

12.3.2 渦噴發動機線性二次型*優輸出調節器問題

12.3.3 渦噴發動機線性二次型*優跟蹤問題

12.4 航空發動機燃油系統*優控制

12.5 力反饋伺服閥指定穩定度線性二次型*優控制

12.5.1 力反饋伺服閥模型簡化

12.5.2 力反饋伺服閥指定穩定度狀態調節器設計

12.5.3 力反饋伺服閥指定穩定度狀態調節器仿真

12.6 直流伺服電機線性二次型*優跟蹤控制

12.6.1 直流伺服電機模型簡化

12.6.2 直流伺服電機無限時間定常輸出跟蹤器的設計

12.6.3 直流伺服電機無限時間定常輸出跟蹤器的仿真

第13章 航空發動機H ∞ *優控制

13.1 標準H ∞ 控制問題回顧

13.2 航空發動機H ∞ *優控制設計

13.2.1 航空發動機數學模型

13.2.2 選擇加權矩陣

13.2.3 航空發動機標準H ∞ 控制轉換

13.2.4 航空發動機H ∞ 控制仿真

第14章 航空動力系統預測控制

14.1 航空發動機廣義預測控制

14.1.1 JT9D小偏差動態線性模型建立

14.1.2 使用GPC算法對JT9D工作點線性模型動態仿真

14.2 航空發動機動態矩陣控制

14.3 航空發動機模型算法控制

14.4 考慮燃燒時滯的沖壓發動機MPC控制

14.5 航空發動機多輸入多輸出MPC控制

14.5.1 將狀態空間模型轉化為離散模型

14.5.2 系統的預測控制解

14.5.3 仿真驗證

第15章 智能優化算法在航空動力系統中的應用

15.1 基于遺傳算法的航空發動機滑模控制

15.1.1 引言

15.1.2 基于遺傳算法的滑模控制(GA_SMC)

15.1.3 航空發動機GA_SMC控制仿真

15.2 基于變異粒子群優化的微型渦噴發動機轉速預測控制

15.2.1 引言

15.2.2 基于V-PSO 優化的LS-SVM 預測控制

15.2.3 微型渦噴發動機V-PSO 優化預測控制仿真

15.3 基于蜂群算法的航空多電發動機DCDC變換器智能優化控制

15.3.1 航空多電發動機DCDC變換器簡述

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

15.3.3 基于在線HABC的DCDC變換器控制設計及仿真

15.4 基于BP神經網絡的航空發動機傳感器故障診斷、

15.4.1 航空發動機傳感器故障的數學描述

15.4.2 基于BP神經網絡的發動機估計模型

15.4.3 基于BP神經網絡的傳感器故障診斷方案

15.4.4 仿真驗證

15.5 基于灰狼優化算法的航空發動機非線性預測控制

15.5.1 神經網絡非線性預測模型

15.5.2 基于指數收斂的參考軌跡設計

15.5.3 反饋校正

15.5.4 帶輸入輸出約束的非線性預測控制(NMPC)設計

15.5.5 仿真驗證

參考文獻