1 导论 1
1.1 控制论的起源 1
1.2 控制论的研究对象 5
1.3 控制论的基本概念 7
1.3.1 信息 8
1.3.2 系统 11
1.3.3 控制 14
2 控制论的科学基础 18
2.1 统计数学 18
2.2 数理逻辑 23
2.3 语言学 27
2.4 生物科学 31
3 系统的描述 35
3.1 动态系统描述的时域法 35
3.1.1 动态系统的状态空间描述 35
3.1.2 动态系统输入—输出关系的差分方程描述 38
3.1.3 动态系统的脉冲响应描述 40
3.2 动态系统描述的频域法 42
3.3 系统的逻辑描述法 47
3.3.1 时序逻辑系统的描述 48
3.3.2 图灵机的描述 50
3.3.3 自动机的概率描述 53
4 系统辨识 57
4.1 系统辨识问题 57
4.2 系统的参数估计 60
4.3 系统的非参数模型辨识 67
4.3.1 线性系统的脉冲响应辨识 68
4.3.2 非线性系统的非参数辨识 72
4.4 系统的结构辨识 74
5 系统分析 77
5.1 状态空间分析法 77
5.2 房室分析法 80
5.2.1 房室的定义 81
5.2.2 房室的数学描述 82
5.3 系统的稳定性 85
5.4 系统的能控性与能观性 92
6 最优控制 98
6.1 最优控制问题的数学描述 98
6.2 最小值原理 101
6.2.1 最小值原理的表述 101
6.2.2 线性二次型最优调节器 105
6.3 动态规划与离散系统的最优控制 111
6.3.1 最优途径问题 111
6.3.2 离散系统最优控制问题 113
7 状态估计 118
7.1 引言 118
7.2 线性系统的状态观测器 119
7.2.1 一般观测器 119
7.2.2 最小维观测器 121
7.3.1 最优估计问题 128
7.3 卡尔曼滤波器 128
7.3.2 卡尔曼滤波公式 129
8 随机控制 139
8.1 引言 139
8.2 随机控制问题的描述 141
8.3 最小方差控制 144
8.4 确定性等价原理和 LQG 问题的解 152
9.1.1 自适应 158
9.1 基本概念 158
9 自适应、学习和自组织 158
9.1.2 学习 159
9.1.3 自组织 161
9.2 自适应控制系统 164
9.2.1 自适应机的一般原理 164
9.2.2 参考模型自适应控制系统 165
9.2.3 自校正调节器 167
9.3 学习系统 170
9.3.1 学习的方式 171
9.3.2 图形识别 172
9.3.3 塞尔弗里奇的“群妖堂” 174
9.3.4 再励学习系统 176
9.4 自组织系统 177
10 大系统 181
10.1 引言 181
10.2 大系统的基本概念 182
10.3 分解协调方法 186
10.3.1 分解协调的基本思想 186
10.3.2 线性大系统的递阶控制 188
10.4 分散控制 192
11 模糊控制 197
11.1 引言 197
11.2 模糊集合论 199
11.2.1 模糊集与隶属函数 199
13.3 生物系统的辨识 207
11.2.2 分解定理与扩张原则 207
11.3 模糊关系和模糊系统 209
11.3.1 模糊关系 210
11.3.2 模糊系统 215
11.4 模糊语言和近似推理 216
11.4.1 模糊语言 216
11.4.2 近似推理 219
11.5 模糊控制器 223
11.5.1 模糊控制器原理 224
11.5.2 模糊控制应用举例 228
12 工程控制论 238
12.1 引言 238
12.2 工程控制论的主要内容和特征 239
12.2.1 经典控制理论 239
12.2.2 现代控制理论 241
12.2.3 大系统理论 241
12.3 应用举例 241
12.3.1 造纸机的计算机控制 241
12.3.2 生化过程的辨识与控制 248
12.3.3 宇宙飞船的姿态控制和软着陆 253
13 生物控制论 261
13.1 生物控制论的产生与发展 261
13.2 生物系统分析 264
13.2.1 生物反馈系统的研究 264
13.2.2 生物信号分析 265
13.4 脑和神经系统 271
13.4.1 神经与神经网络 272
13.4.2 感觉信息处理 277
13.4.3 脑信息处理系统 277
14 经济控制论 280
14.1 经济控制论的形成 280
14.2 经济控制论的基本概念 284
14.2.1 经济控制论系统 284
14.2.2 经济时间和经济空间 286
14.3.1 建模的一般程序 289
14.3 建模与控制 289
14.2.3 计量经济模型概念 289
14.3.2 几种典型的计量经济模型 291
14.3.3 经济系统的控制方法 294
14.4 应用举例 295
14.4.1 国民经济总控制论系统 296
14.4.2 密执安经济模型 297
14.4.3 最优库存问题 299
15 智能控制论 304
15.1 智能模拟 304
15.2 人工智能程序的设计原理 308
15.3 应用与前景 313
15.3.1 博弈 313
15.3.2 机器人 314
15.3.3 专家系统 315
15.3.4 美学 317
参考文献 319