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目录1

第一章导论1

1-1电气系统最优控制发展概况1

1-2电气最优控制的基本问题2

1-3最优控制问题的数学描述7

1-4最优控制存在的必要条件及其在电气控制中的应用例11

1-5状态空间分析概要13

1-5-1连续系统的状态方程14

1-5-2离散系统的状态方程21

1-5-3能控性24

1-5-4能观性26

第二章最优控制的数学方法30

2-1 泛函无条件极值的变分原理30

2-2 在等式约束条件下泛函极值问题的解法——拉格朗日乘数法36

2-3 最优控制问题的变分法37

2-4 极小值原理45

2-5 开关控制与最小时间控制问题59

2-6 极小值原理的其它形式及延时系统的极小值原理67

2-7 动态规划69

第三章极小值原理在电力拖动最优控制中的应用3-1 电力拖动的基本方程与相对单位制73

3-2第一类电力拖动在电流和转速都不加限制条件下的最优控制75

3-3 最优控制中的角点条件与电力拖动的阶步式控制80

3-4 控制量受限制时的最优控制84

3-5 状态变量受限制条件下的最优控制86

3-6 阻转矩与转速有关的最优控制90

第四章奇异最优控制及其在电气系统中的应用4-1 奇异最优控制问题93

4-2 电力拖动中的奇异最优控制问题102

4-3 晶闸管一直流电机拖动系统的物理量限制问题106

4-4 金属切削机床电气传动的快速奇异最优控制问题107

5-1 状态调节器112

第五章线性二次型最优控制112

5-2 直流电动机双闭环调速系统的速度调节器的二次型指标最优化设计116

5-3 线性二次型最优控制的性质120

5-4 输出调节器126

5-5 状态观测器和扰动观测器127

5-6 按照反馈信号优势简化多变量控制系统的结构132

5-7 最优调节器的频域设计方法137

第六章线性二次型最优控制的抗扰性及电气传动系统的最优设计6-1 误差变量法及其在速度调节器设计中的应用143

6-2 积分状态法和误差微分法154

6-3 干扰最优补偿器157

6-4 调速系统抗扰全状态反馈的最优控制159

6-5 多电机协调最优控制162

6-6 伺服问题及考虑扰动的黎卡提变换171

第七章计算机最优控制系统175

7.1 离散型极小值原理175

7-2 离散型极小值原理与连续型极小值原理的比较182

7-3 离散型的线性调节器问题184

7-4 计算机控制延时问题和离散延时最优控制系统185

7-5 延时系统的模型转换191

7-6 离散最优控制的扰动补偿194

7-7 离散型状态观测器和扰动观测器198

7-8 直流调速系统的微型计算机最优控制201

第八章最优控制的计算方法及其在电气系统中的应用8-1 梯度法214

8-2 共轭梯度法219

8-3 电气传动系统最优控制的数值解226

8-4 控制系统的参数最优化228

8-5 直流电动机最小能耗控制的数值解233

8-6 延时系统最优控制的数值方法236

8-7 线性延时系统二次型最优控制的数值解239

8-8 具有测厚延时的轧机最优控制系统的数值解240

8-9 解具有约束的最优控制问题的数值方法243

8-10线性二次型最优控制问题的黎卡提代数方程的数值解法244

8-11 方块脉冲函数在最优控制计算中的应用251

8-12方块脉冲函数在延时最优控制计算中的应用257

第九章 机电系统的最优控制系统9-1 仿型机械手的最优控制263

9-1-1 双侧作用随动系统的综合263

9-1-2非线性系统调节器的解析结构268

9-1-3具有一个自由度的遥控仿型机械手电气传动系统最优控制的综合275

9-2 轧钢机最优控制系统287

9-3 电弧炉无功补偿的最优控制292

9-4 机械加工系统的计算机298

控制与最优化298

9-4-1 计算机辅助加工系统（CAM）298

9-4-2机床的最优化控制问题299

附录306

附录A 矩阵的广义逆、前馈补偿阵及其计算程序306

附录B 求解黎卡提方程及反馈阵的程序312

附录C矩阵的微分322

附录D 极小值原理中的引理322

附录E 电力拖动奇异最优控制问题程序324

附录F1反作用随动系统在考虑干摩擦条件下状态方程的推导327

附录F2反作用随动系统在考虑干摩擦、间隙非线性和传动弹性条件下状态方程的推导330

附录G 最速下降法求解代数方程的程序336

参考文献338