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第1章 自适应控制概述 1

1.1 自适应控制的产生 1

1.2 自适应控制的定义 3

1.3 自适应控制的基本原理和类型 4

1.3.1 自适应控制的基本原理 4

1.3.2 按自适应控制系统的结构形式分类 4

1.3.3 按干扰影响分类 8

1.4 自适应控制的理论问题 9

1.5 自适应控制的应用概况 10

1.6 自适应控制的国内外最新进展 12

第2章 用局部参数最优化理论设计模型参考自适应控制系统 18

2.1 引言 18

2.2 模型参考自适应控制系统的数学描述 18

2.2.1 用状态方程描述模型参考自适应系统 18

2.2.2 用输入／输出方程描述模型参考自适应系统 20

2.2.3 模型参考自适应系统的误差方程 21

2.3 模型参考自适应控制系统设计的假设条件 23

2.4 具有可调增益的模型参考自适应系统的设计 24

2.4.1 MIT方案问题提出 25

2.4.2 MIT方案自适应控制律推导 25

2.4.3 MIT方案存在的问题 27

2.4.4 MIT方案数字算例 27

2.4.5 MIT方案应用实例 28

2.5 单输入／单输出自适应系统的设计 36

2.6 局部参数最优化方法设计模型参考自适应系统注意事项 39

第3章 用李雅普诺夫稳定性理论设计模型参考自适应系统 41

3.1 李雅普诺夫稳定性的概念及基本定理 41

3.1.1 平衡状态 41

3.1.2 李雅普诺夫意义下稳定性定义 42

3.1.3 李雅普诺夫意义下稳定性定理 43

3.1.4 李雅普诺夫第二法的应用 44

3.2 用可调系统的状态变量构成自适应规律的设计方法 45

3.2.1 自适应控制律推导 45

3.2.2 数字算例 47

3.3 用被控对象的输入／输出构成自适应规律的设计方法 48

3.3.1 具有可调增益的自适应系统的设计 48

3.3.2 单输入／单输出自适应控制系统的设计 52

3.3.3 数字算例 53

3.4 基于李雅普诺夫稳定性理论设计自适应控制律应用实例 56

3.4.1 汽车减振系统自适应控制律设计 56

3.4.2 弹性结构振动抑制的自适应控制律设计 58

3.4.3 飞机起落架系统自适应控制律设计 62

第4章 用超稳定性理论设计模型参考自适应系统 66

4.1 超稳定性理论的概念及基本定理 66

4.1.1 绝对稳定性问题 66

4.1.2 超稳定性问题 67

4.1.3 正实性问题 68

4.1.4 正实性与超稳定性等价定理 75

4.2 用超稳定性理论设计模型参考自适应系统 76

4.2.1 用状态变量设计模型参考自适应系统 76

4.2.2 用输入／输出测量值设计模型参考自适应系统 81

4.3 基于超稳定性理论设计自适应控制律应用实例 85

4.3.1 室内温度控制系统自适应控制律设计 85

4.3.2 直接转矩控制系统自适应控制辨识转速 87

4.3.3 自动导向车系统自适应控制律设计 90

第5章 自校正控制 94

5.1 自校正控制基本概念 94

5.2 系统辨识 96

5.2.1 参数估计方法 96

5.2.2 闭环系统的辨识 107

5.3 单输入／单输出最小方差自校正调节器 114

5.3.1 预测模型 115

5.3.2 最小方差控制 116

5.3.3 具有参考输入增量最小方差控制 118

5.4 单输入／单输出自校正控制器 118

5.4.1 加权最小方差控制 119

5.4.2 自校正控制系统的闭环稳定性质 122

5.5 极点配置自校正控制技术 122

5.5.1 参数已知时的极点配置调节器 123

5.5.2 加权最小方差自校正控制器的极点配置 124

第6章 模型参考自适应控制研究进展 127

6.1 状态反馈状态跟踪的MRAC 127

6.2 状态反馈输出跟踪的MRAC 130

6.2.1 连续自适应控制系统设计 130

6.2.2 离散时间系统设计 134

6.3 输出反馈输出跟踪的MRAC 138

6.4 相对阶为1的系统设计 142

6.4.1 输出反馈控制设计 142

6.4.2 状态反馈控制设计 143

6.5 间接自适应控制设计 143

6.5.1 间接自适应的状态反馈状态跟踪控制设计 143

6.5.2 间接自适应的输出反馈输出跟踪控制设计 145

6.6 典型设计实例 149

6.6.1 标准型系统的状态跟踪控制匹配 149

6.6.2 非标准型系统的输出跟踪设计 149

6.7 结论及练习题 152

6.7.1 结论 152

6.7.2 练习题 153

第7章 自适应控制技术综合应用实例 155

7.1 基于非规范化自适应律的民航机直接自适应控制 155

7.2 基于自适应控制与量子调控的小直升机直接自修复控制 157

7.2.1 量子调控模块与直接自修复控制 157

7.2.2 基于量子调控的自适应控制律设计与仿真 158

7.3 基于干扰观测器与LDU分解的直升机自适应控制 160

7.3.1 干扰观测器设计 161

7.3.2 自适应控制器设计 161

7.3.3 基于干扰观测器与LDU分解的自适应控制器仿真 164

7.4 基于量子调控的四悬翼直升机的自适应补偿控制 165

7.4.1 四旋翼直升机的模型介绍 165

7.4.2 四旋翼直升机的干扰观测器设计 167

7.4.3 四旋翼直升机的自修复控制律设计 168

7.4.4 四悬翼直升机自适应补偿控制的半物理仿真验证 171

附录 历年试题集锦 175

试题1 175

试题2 176

试题3 177

试题4 179

试题5 180

试题6 183

试题7 185

试题8 186

历年试题部分参考答案 188

参考文献 191