第一章 概论 1
1.1自适应控制的任务 1
目录 1
1.2自适应控制系统 2
1.3自适应控制系统的类型 3
1.3-1自校正控制系统 4
1.3-2模型参考自适应控制系统 5
1.3-3自寻最优控制系统 7
1.3-4变结构控制系统 8
1.3-5学习控制系统 8
1.4自适应控制的理论问题 9
1.4-1稳定性 9
1.4-4其他理论课题 10
1.5自适应控制技术的应用概况 10
1.4-3鲁棒性 10
1.4-2收敛性 10
习题 11
第二章 离散时间系统 13
2.1离散化方法 13
2.2连续时间系统的等价离散时间状态空间描述 14
2.2-1系统的零阶保持采样 14
2.2-2具有时滞的系统 17
2.2-3具有随机噪声的系统 18
2.3连续时间系统的等价脉冲传递函数 19
2.3-1系统的零阶保持采样 19
2.3-2具有时滞的系统 23
2.4离散模型参数的规范关系 26
2.4-1零阶保持法 26
2.4-2其他离散化方法 27
2.4-3离散模型参数规范关系的实现 29
2.5离散时间系统的极点和零点 32
2.6平移算子 37
2.6-1正向和反向平移算子 37
2.6-2脉冲传递算子和脉冲传递函数 40
2.7脉冲传递算子的实现和它的关联矩阵 41
2.7-1单变量脉冲传递算子与状态空间规范型的关系 41
2.7-2多变量H（q）的状态空间实现 46
2.7-3多变量系统的关联矩阵 51
2.8CARMA模型 56
2.8-1平稳随机过程 56
2.8-2随机扰动模型 58
2.8-3输入-输出模型的规范化 63
2.8-4cARMA模型的控制特征 66
2.8-5CARMA模型与状态空间规范型的关系 67
2.8-6多变量CARMA模型 68
2.9CARIMA模型 70
习题 71
第三章 系统辨识 76
3.1系统辨识的基本内容 76
3.1-1系统辨识的三要素 76
3.1-2系统辨识的内容和一般步骤 78
3.2最小二乘参数估计 79
3.2-1最小二乘估计 79
3.2-2最小二乘估计的性质 82
3.2-3加权最小二乘估计 88
3.2-4辅助变量法 89
3.2-5广义最小二乘估计 90
3.3-1基本算法 92
3.3递推最小二乘参数估计 92
3.3-2慢时变参数的实时算法 95
3.3-3递推辅助变量法 96
3.3-4递推广义最小二乘法 96
3.3-5增广矩阵法 97
3.3-6多输入-多输出系统的参数估计 98
3.4最大似然法 99
3.5数值稳定的递推算法 102
3.5-1递推算法中的数值问题 102
3.5-2平方根算法 103
3.5-3U-D分解算法 108
3.6闭环参数估计 112
3.6-1闭环辨识的基本概念 112
3.6-2能辨性条件 114
3.6-3基于离散模型参数规范关系的闭环参数估计方法 116
习题 118
第四章 自适应控制系统的设计基础 123
4.1ЛЯпУнОВ稳定性理论 123
4.1-1ЛЯпУнОВ意义下的稳定性 123
4.1-2ЛЯпУнОВ稳定性定理 126
4.2正实性和正实引理 130
4.2-1正实函数 131
4.2-2正实函数矩阵 133
4.2-3连续系统的正实引理 134
4.2-4离散系统的正实引理 137
4.3超稳定性理论 137
4.3-1超稳定性问题 137
4.3-2超稳定性的基本概念 138
4.3-3超稳定性定理 139
4.4-1随机控制问题 141
4.4随机自适应控制的理论基础 141
4.4-2双重效应和双重控制 143
4.4-3随机最优控制解 144
4.4-4具有随机参数的积分器的最优控制 145
4.4-5随机控制系统的结构特性 149
4.4-6随机控制策略 150
习题 150
第五章 模型参考自适应控制系统 153
5.1基本概念 153
5.1-1基本结构 153
5.1-2连续模型参考自适应控制系统的数学描述 154
5.1-3离散模型参考自适应控制系统的数学描述 156
5.2-1设计原理 158
5.2-2具有可调增益的MIT律的设计 158
5.2局部参数最优化设计方法 158
5.2-3具有多个可调参数的MIT律的设计 161
5.2-4MIT方案的稳定性 163
5.2-5稳定-优化设计方法 166
5.3采用ЛЯпУнОВ稳定性理论的设计方法 168
5.3-1设计问题 168
5.3-2具有可调增益的自适应律的设计 171
5.3-3增广误差信号设计法 174
5.3-4误差模型和稳定自适应控制器 178
5.4采用超稳定性理论的设计方法 195
5.4-1基本设计步骤 195
5.4-2基于状态方程描述的模型参考自适应控制系统的设计 195
5.4-3基于输入-输出方程描述的模型参考自适应控制系统的设计 201
5.5离散模型参考自适应控制系统 208
5.5-1离散误差模型和稳定自适应控制器 209
5.5-2具有最小预测误差的模型参考自适应控制系统 214
5.6模型参考自适应控制系统的鲁棒性 222
5.6-1鲁棒性问题 222
5.6-2稳定鲁棒性机理的分析 224
5.6-3带有死区的自适应算法 229
5.6-4σ-修正算法 233
5.6-5具有归一化变量的组合算法 240
习题 246
第六章 基于优化控制策略的自校正器 249
6.1最小方差自校正器 249
6.1-1最优预测和最小方差控制 249
6.1-2最小方差自校正调节器 254
6.1-3最小方差自校正控制器 260
6.1-4跟踪慢时变参数的数据遗忘技术 261
6.1-5采样周期的选择和多速率采样控制 264
6.1-6输出为平移平均过程的自校正调节器 266
6.1-7多变量自校正调节器 268
6.2广义最小方差自校正器 272
6.2-1最优预测和广义最小方差控制 273
6.2-2广义最小方差自校正控制器 279
6.2-3加权多项式的选择和它的自动整定 283
6.2-4广义最小方差自校正前馈控制器 286
6.2-5延迟未知或时变的过程的自校正控制 290
6.2-6多变量广义最小方差自校正控制器 293
6.3加权最小方差自校正器 302
6.3-1最优预测和加权最小方差控制 303
6.3-2加权最小方差自校正控制器 307
6.4LQG自校正器 310
6.4-1LQ控制器的设计方法 310
6.4-2基本LQG自校正调节器 314
6.4-3广义LQG自校正器——Riccati方程迭代法 318
6.4-4LQG自校正器——谱因子分解法 322
6.5长期预测自校正器 326
6.5-1长度后退控制原理 327
6.5-2基于非参数模型的长期预测自适应控制 328
6.5-3最优长期预测和Diophantine方程的递推解 331
6.5-4广义预测自校正控制 334
习题 341
第七章 基于常规控制策略的自校正器 347
7.1极点配置自校正器 347
7.1-1极点配置设计原理 347
7.1-2极点配置自校正调节器 351
7.1-3极点配置自校正控制器 357
7.1-4组合自校正器 360
7.1-5极-零配置自校正器 366
7.1-6状态空间极点配置自校正器 370
7.1-7广义预测极点配置自校正控制器 373
7.1-8多变量极点配置自校正器 382
7.2自校正PID控制器 389
7.2-1PID算式 389
7.2-2简单的自校正PID控制器 390
7.2-3基于离散设计法的自校正PID控制器 391
7.2-4基于连续设计法的自校正PID控制器 394
7.3自适应Dahlin数字控制器 400
7.3-1Dahlin数字控制器 400
7.3-2自适应控制策略 402
7.4自适应无波纹有限拍数字控制器 404
7.4-1无波纹有限拍数字控制器 404
7.4-2自适应无波纹有限拍控制器 405
习题 407
8.1自寻最优控制系统 411
8.1-1切换法 411
第八章 其他形式的自适应控制系统 411
8.1-2摄动法 414
8.1-3峰值保持法 415
8.1-4模型定向法 416
8.2变结构控制系统 419
8.2-1变结构控制系统的滑态和基本特性 419
8.2-2单变量变结构控制器的设计 423
8.2-3多变量变结构控制器的设计 426
8.2-4变结构自适应模型跟踪控制系统 432
8.2-5变结构模型参考自适应控制系统 439
8.2-6自适应变结构控制器 441
8.3-1模糊集合，语言变量和模糊逻辑 445
8.3模糊自适应控制系统 445
8.3-2模糊控制器的设计 448
8.3-3模糊自适应控制器 450
8.4智能自适应控制系统 454
8.4-1专家自适应控制系统 454
8.4-2分层递阶智能控制 456
习题 457
第九章 自适应控制系统的应用 460
9.1卫星跟踪望远镜的模型参考自适应控制系统 460
9.1-1望远镜的控制要求和伺服控制系统 460
9.1-2自适应控制方案 461
9.1-3现场试验结果 463
9.2船舶驾驶的自适应控制 464
9.2-1船舶动态特性的数学模型 464
9.2-2海洋事业考察船的模型参考自适应控制 465
9.2-3超级油轮的自校工控制 469
9.3自适应控制在化工生产中的应用 472
9.3-1醋酸蒸发器的自校正调节器 472
9.3-2精馏塔的多变量自校正控制 474
9.3-3污水处理的自校正PI调节器 476
9.4自适应控制在造纸工业中的应用 478
9.4-1纸机模型 479
9.4-2绝干定量的组合自校正控制 480
9.4-3纸张水份的自校正调节器 480
9.5水泥生产过程的自校正控制 482
9.5-1水泥生料配料的多变量自校正控制 482
9.5-2水泥生产的自校正调节器 486
9.6-1电加热炉的数学模型 487
9.6-2电加热炉的多变量最小方差自校正调节器 487
9.6电加热炉的多变量自校正控制 487
9.6-3电加热炉的多变量广义最小方差自校正控制器 488
9.7核反应堆的自校正控制 491
9.7-1核反应堆的控制原理 491
9.7-2uRR反应堆一次载热剂出口温度的自校正前馈控制器 491
9.8自适应控制在机器人中的应用 493
9.8-1机器人系统的基本结构 493
9.8-2机器人的模型参考自适应控制 494
9.8-3机器人的广义预测极点配置自校正控制 497
9.9人工心脏的自适应控制 500
9.9-1心脏模型 500
9.9-2自校正PID控制策略 502
9.9-3试验结果 503
结语 505
参考文献 507