基本信息
- 出版社：机械工业出版社
- ISBN：9787111643395
- 上架时间：2020-5-26
- 出版日期：2019 年12月
- 开本：16开
- 版次：1-1
- 所属分类：工业技术 > 机械/仪表 > 工业自动化仪表、智能系统
内容简介
本书是作者结合30多年来的主要研究成果及教学经验编写而成的。第1章简要介绍了模型参考自适应控制理论的最新研究进展及目前遇到的一些挑战。第2章至第4章介绍了本书用到的基础数学知识，包含了非线性系统的基本概念以及用于稳定性分析的李雅普诺夫方法。第5章介绍了模型参考自适应控制的基本理论。第6章和第7章分别介绍了最小二乘参数辨识和函数近似及其在模型参考自适应控制中的应用。第8章和第9章阐述了自适应控制的鲁棒性问题并给出了多种有效提升鲁棒性的设计方法。第10章介绍了多种自适应控制方法在航空航天飞行控制中的应用实例。
本书既可以作为高等院校相关专业高年级本科生、硕士研究生和低年级博士研究生的教材，也可以作为相关领域工程技术人员的参考书。
本书既可以作为高等院校相关专业高年级本科生、硕士研究生和低年级博士研究生的教材，也可以作为相关领域工程技术人员的参考书。
目录
出版者的话
译者序
前言
关于作者
关于译者
第 1 章 绪论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 背景介绍 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 自适应飞行控制系统的验证和确认 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.1 自适应飞行控制系统的仿真验证 . . . . 5
1.2.2 自适应控制系统的评价指标 . . . . . . . . 6
1.3 小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
参考文献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
第 2 章 非线性系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1 平衡点和线性化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2 局部稳定性和相平面分析 . . . . . . . . . 20
2.3 其他非线性现象 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4 小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.5 习题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
参考文献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
第 3 章 数学基础 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
译者序
前言
关于作者
关于译者
第 1 章 绪论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 背景介绍 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 自适应飞行控制系统的验证和确认 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.1 自适应飞行控制系统的仿真验证 . . . . 5
1.2.2 自适应控制系统的评价指标 . . . . . . . . 6
1.3 小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
参考文献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
第 2 章 非线性系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1 平衡点和线性化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2 局部稳定性和相平面分析 . . . . . . . . . 20
2.3 其他非线性现象 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4 小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.5 习题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
参考文献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
第 3 章 数学基础 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
前言
本书根据作者所讲授研究生课程的一系列讲义编写而成，囊括了作者在 NASA 艾姆斯研究中心工作期间开发的全新研究素材，面向的读者主要是硕士研究生和低年级博士研究生。目前已有很多非常优秀的先进自适应控制教材，它们为博士和博士后研究人员提供了深入严谨的数学控制理论。本书旨在介绍应用控制理论及其应用案例，特别是通过应用案例向读者提供充分理解自适应控制理论的相关知识，同时通过一些例题和问题集来帮助读者更好地理解这些研究素材。对于选用本书作为教材进行授课的老师，可通过链接http://www.springer.com/book/9783319563923 免费下载很多相关问题的解决方案。在教学过程中，这样的教材可以帮助刚刚开始研究生学习生涯的同学更好地理解并认识自适应控制的丰富知识，而不会被自适应控制理论所要求的真实分析数学所吓倒。正是出于这个目的，笔者决定撰写这本书。
自适应控制是一个已经得到较为充分研究的主题方向，也正因为如此，该领域存在大量研究文献，而且许多新成果目前仍在不断发展。本书无意将自适应控制理论的所有最新研究进展都结合起来，因为这是巨大的工作量，远远超出了本书的范畴。但是，本书将努力提供模型参考自适应控制的基础知识与已被广泛接受的自适应控制技术，包括基于最小二乘法的参数估计和基于神经网络的不确定性近似。本书的后半部分主要讨论鲁棒自适应控制，包括模型参考自适应控制的鲁棒性问题。提高系统鲁棒性的标准方法也同样在本书后半部分介绍，除了一些已经较为完善的方法 (如死区、投影、 修正、e 修正等) 以外，还涵盖了一些最新的鲁棒自适应控制方法。这些新方法涉及作者在最优控制修正和双目标最优控制修正方面的研究工作，以及比较著名的两种自适应控制方法 —— 自适应回路重构和 L1 自适应控制。笔者深刻地认识到几乎没有办法对鲁棒自适应控制理论的所有最新研究成果做一次完整的探索，关于其他自适应控制方法，读者可以阅读各章末尾“参考文献”部分列出的相关文献。最后，本书包含专门的应用案例一章，特别需要说明的是，这些自适应飞行控制的应用案例正是来自笔者所在的本领域研究机构。
致谢
衷心感谢 NASA 航空研究任务局在航空安全研究过程中为笔者提供了投身自适应控制理论研究的机会，感谢 NASA 艾姆斯研究中心和 NASA 阿姆斯特朗（原德莱顿）飞行研究中心的所有同事，他们在自适应飞行控制器研究和测试期间给予了大力支持。特别感谢 NASA艾姆斯研究中心的 Joseph Totah 和 Kalmanje Krishnakumar，他们使笔者可以从事这项研究。衷心感谢 NASA 阿姆斯特朗飞行研究中心的 John Bosworth、Curtis Hanson 以及 John Burken，感谢他们在自适应控制飞行测试验证期间提供帮助。同时感谢 Anthony Calise 教授、Naira Hovakimyan 教授和 Kumpati Narendra 教授，感谢他们允许笔者将他们非常优秀的研究成果纳入本书。还要感谢 NASA 艾姆斯研究中心的 Stephen Jacklin，感谢其在自适应控制验证过程中深入而有见地的指导。最后，向家人致以崇高的谢意，正因为有了家人的支持，笔者才可以自由地从事本书的写作及相关工作的研究。
Nhan T. Nguyen
美国加利福尼亚圣克拉拉
2016 年 12 月
自适应控制是一个已经得到较为充分研究的主题方向，也正因为如此，该领域存在大量研究文献，而且许多新成果目前仍在不断发展。本书无意将自适应控制理论的所有最新研究进展都结合起来，因为这是巨大的工作量，远远超出了本书的范畴。但是，本书将努力提供模型参考自适应控制的基础知识与已被广泛接受的自适应控制技术，包括基于最小二乘法的参数估计和基于神经网络的不确定性近似。本书的后半部分主要讨论鲁棒自适应控制，包括模型参考自适应控制的鲁棒性问题。提高系统鲁棒性的标准方法也同样在本书后半部分介绍，除了一些已经较为完善的方法 (如死区、投影、 修正、e 修正等) 以外，还涵盖了一些最新的鲁棒自适应控制方法。这些新方法涉及作者在最优控制修正和双目标最优控制修正方面的研究工作，以及比较著名的两种自适应控制方法 —— 自适应回路重构和 L1 自适应控制。笔者深刻地认识到几乎没有办法对鲁棒自适应控制理论的所有最新研究成果做一次完整的探索，关于其他自适应控制方法，读者可以阅读各章末尾“参考文献”部分列出的相关文献。最后，本书包含专门的应用案例一章，特别需要说明的是，这些自适应飞行控制的应用案例正是来自笔者所在的本领域研究机构。
致谢
衷心感谢 NASA 航空研究任务局在航空安全研究过程中为笔者提供了投身自适应控制理论研究的机会，感谢 NASA 艾姆斯研究中心和 NASA 阿姆斯特朗（原德莱顿）飞行研究中心的所有同事，他们在自适应飞行控制器研究和测试期间给予了大力支持。特别感谢 NASA艾姆斯研究中心的 Joseph Totah 和 Kalmanje Krishnakumar，他们使笔者可以从事这项研究。衷心感谢 NASA 阿姆斯特朗飞行研究中心的 John Bosworth、Curtis Hanson 以及 John Burken，感谢他们在自适应控制飞行测试验证期间提供帮助。同时感谢 Anthony Calise 教授、Naira Hovakimyan 教授和 Kumpati Narendra 教授，感谢他们允许笔者将他们非常优秀的研究成果纳入本书。还要感谢 NASA 艾姆斯研究中心的 Stephen Jacklin，感谢其在自适应控制验证过程中深入而有见地的指导。最后，向家人致以崇高的谢意，正因为有了家人的支持，笔者才可以自由地从事本书的写作及相关工作的研究。
Nhan T. Nguyen
美国加利福尼亚圣克拉拉
2016 年 12 月
媒体评论
本书通过翔实的应用实例为读者介绍了自适应控制理论的相关知识，适用于刚开始硕士或博士学习生涯的学生，也适用于希望能够快速入门自适应控制理论的工程技术人员。
本书由简入繁、从易到难地介绍了各种各样的自适应控制技术，并为所有的自适应控制技术提供了简明的稳定性证明，同时避免过多的数学运算混淆读者的理解。
本书首先介绍了一阶、二阶以及多输入多输出系统的标准模型参考自适应控制技术；接着讨论了最小二乘参数估计及其在模型参考自适应控制技术中的应用，来帮助读者对模型参考自适应控制形成一种不同的认识；随后讨论了采用正交多项式和神经网络的函数近似技术以及基于神经网络的模型参考自适应控制技术。
本书深入讨论了模型参考自适应控制相关的鲁棒性问题，在帮助读者了解该技术固有缺陷的基础上，通过将鲁棒性的各个方面与线性时不变系统的相关项进行对比来加深理解。
从鲁棒性问题出发，书中还介绍了多种鲁棒自适应控制的标准方法，并详细阐述了近年来的研究进展，特别是本书作者在最优控制修正方面的工作，指出最优控制修正法能够在自适应系统的设计过程中满足预设的系统稳定裕度。该方法已在专用的研究型飞机上成功地进行了飞行测试，并在本书最后一章将该方法应用到结合了直接模型参考自适应控制和最小二乘间接自适应控制的混合自适应飞行控制体系结构中。除了多种应用实例之外，本书还在每一章末尾提供了丰富的习题以及对应的MATLAB程序以帮助读者加深理解。
读者阅读本书只需要掌握基本的控制理论数学知识，如微分方程和矩阵代数。本书涵盖了模型参考自适应控制的基础知识和必要的数学预备知识。
本书由简入繁、从易到难地介绍了各种各样的自适应控制技术，并为所有的自适应控制技术提供了简明的稳定性证明，同时避免过多的数学运算混淆读者的理解。
本书首先介绍了一阶、二阶以及多输入多输出系统的标准模型参考自适应控制技术；接着讨论了最小二乘参数估计及其在模型参考自适应控制技术中的应用，来帮助读者对模型参考自适应控制形成一种不同的认识；随后讨论了采用正交多项式和神经网络的函数近似技术以及基于神经网络的模型参考自适应控制技术。
本书深入讨论了模型参考自适应控制相关的鲁棒性问题，在帮助读者了解该技术固有缺陷的基础上，通过将鲁棒性的各个方面与线性时不变系统的相关项进行对比来加深理解。
从鲁棒性问题出发，书中还介绍了多种鲁棒自适应控制的标准方法，并详细阐述了近年来的研究进展，特别是本书作者在最优控制修正方面的工作，指出最优控制修正法能够在自适应系统的设计过程中满足预设的系统稳定裕度。该方法已在专用的研究型飞机上成功地进行了飞行测试，并在本书最后一章将该方法应用到结合了直接模型参考自适应控制和最小二乘间接自适应控制的混合自适应飞行控制体系结构中。除了多种应用实例之外，本书还在每一章末尾提供了丰富的习题以及对应的MATLAB程序以帮助读者加深理解。
读者阅读本书只需要掌握基本的控制理论数学知识，如微分方程和矩阵代数。本书涵盖了模型参考自适应控制的基础知识和必要的数学预备知识。
