第一章 绪论 1
第二章 线性最优控制理论数学基础 5
第一节 控制理论的回顾与发展 5
1.古典控制理论的特点 5
2.现代控制理论的特点 5
3.智能控制理论的发展 5
4.现代控制理论的发展和应用 6
第二节 连续系统数学模型 6
1.连续系统数学模型 6
2.从系统高阶微方程求系统状态方程 19
3.从系统传递函数求系统状态方程 28
4.从系统状态方程求系统传递函数 41
第三节 连续时间系统状态方程求解 46
1.线性定常系统齐次状态方程求解 47
2.状态转移矩阵 49
3.线性定常系统非齐次状态方程求解 54
第四节 线性定常系统的能控性、能观测性与稳定性 60
1.系统的能控性 60
2.系统的能观测性 64
3.线性系统稳定性 67
第三章 线性系统反馈控制与最优控制 70
第一节 线性系统反馈控制 70
1.反馈控制的概念 70
2.线性定常系统全状态反馈控制 70
3.状态观测器 73
4.带观测器的状态反馈控制系统 78
第二节 线性系统最优控制 81
1.最优控制问题及数学上的提法 81
2.极大值原理 84
3.时间最优控制 92
第三节 线性系统二次型性能指标最优控制 94
1.二次型性能指标的概念 94
2.状态调节器 97
3.输出调节器 104
4.线性伺服机构 109
第四节 CAADSS仿真软件系统简介 114
1.CAADSS程序结构及功能说明 114
2.简化的CAADSS软件系统及程序清单 121
3.简化的CAADSS软件系统程序清单说明 197
4.简化的CAADSS软件系统上机操作举例 211
第四章 电力拖动系统最优控制规律 224
第一节 直流电力拖动系统时间最小控制规律 224
1.数学上最优控制命题 224
2.求解最优控制规律u*（t），x*1（t），x*2（t） 226
3.最小时间最优控制规律物理概念 231
4.电流及角速度同时受限条件下时间最小最优控制规律 231
第二节 直流电力拖动系统电流变化率受限最小时间控制规律 234
1.数学命题 235
2.求解最优控制规律u*（t），x*1（t），x*2（t），x*3（t） 236
3.平稳快速最优控制规律的物理概念 240
4.电流受限时平稳快速最优控制规律 240
5.当电流和速度均受限时，平稳快速的最优控制规律 244
第三节 电力拖动系统平稳快速准确停车的控制规律 247
1.电力拖动系统准确停车的概念 248
2.电力拖动系统准确停车的方法 250
3.电力拖动系统平稳快速最优准停控制规律 251
第四节 电力拖动系统能耗最小最优控制规律 253
1.数学命题 253
2.求解最优控制规律u*（t），x*1（t），x*2（t） 254
3.能耗最小最优规律的物理概念 257
4.考虑铁损、摩擦损对最优控制规律的影响 259
第五节 直流电力拖动系统在受限条件下的能耗最小最优控制规律 264
1.控制函数u（t）单独受限情况能耗最小最优控制规律 264
2.状态量x2（t）单独受限情况能耗最小最优控制规律 270
3.控制量u（t）和状态量x2（t）同时受限情况能耗最小最优控制规律 273
4.周期时间T已知，求允许最大角行程αT？max 284
5.能耗最小最优控制规律工作状态选择及仿真研究 286
6.能耗最小最优控制规律仿真程序清单 295
第六节 周期时间T、行程αT对最小能耗控制规律的影响 303
1.提出问题 303
2.数学命题 303
3.求解最优控制规律u*（t），x*1（t），x*2（t） 304
4.求解带有时间加权系数p的最优控制规律 305
5.角行程αT不变，工作周期时间T与最小能耗关系 306
6.工作周期时间T不变，行程αT与最小能耗关系 309
第七节 直流串激电动机能耗最小控制规律 311
1.最小能耗控制问题的提出 311
2.求解最优控制规律I*D（t），x*1（t），x*2（t） 312
第五章 电力拖动最优控制规律工程实现 318
第一节 计算机设定值控制 318
第二节 状态反馈闭环控制 321
1.依相函数ID（α），ID（α，ω）构成的反馈闭环控制 322
2.依当前状态值实时计算最优控制函数u*（t）的反馈闭环控制 324
3.依最优控制函数u*（x，t）直接实现状态反馈闭环控制 326
第三节 线性系统二次型指标最优伺服系统 331
1.最优调节器控制系统 331
2.线性二次型最优调节器无静差系统 336
3.线性二次型最优伺服（跟踪）系统 338
第六章 电力拖动最优控制工程应用 341
第一节 轧钢机电动压下装置最优控制 341
1.前言 341
2.位置最优控制系统数学模型 341
3.各段最优控制规律及最优轨线计算 345
4.具有状态反馈的控制函数计算 355
5.微型机状态反馈闭环控制系统框图 356
6.压下装置SCR供电直流拖动系统传递函数框图 359
第二节 直流拖动位置控制的快速准停最优控制规律及应用 361
1.引言 361
2.考虑电枢电感的快速准停最优控制规律 362
3电流受限、转速不受限时，最优控制规律 366
4.控制规律各段端点参数及时间参量求解 369
5.电流及转速同时受限时，最优控制规律 374
6.电流及转速均受限时，最优控制规律各段端点参数值及时间参量求解 378
7.快速准停最优规律控制系统仿真研究 380
8.快速准停最优规律控制系统实验研究 384
9.快速准停最优规律控制系统仿真程序清单 389
第三节 龙门刨床刨台电力拖动最优伺服系统 397
1.龙门刨床刨台电力拖动系统工艺要求 397
2.平稳、快速最优控制规律数学表达式 398
3.龙门刨床刨台电力拖动最优控制规律伺服系统工程实现 401