控制论

基本概念篇

第1章 绪论

1.1 控制论的发展简史

1.1.1 中国古代自动装置与反馈思想

1.1.2 控制和自动化技术的发展经历了四个历史时期

1.1.3 控制论的创立和发展

1.2 维纳的《控制论》

1.2.1 《控制论》名著简介

1.2.2 “三论”与控制科学

1.3 控制论的哲学思考

1.4 控制论在国民经济发展中的作用与地位

1.5 本书结构

1.6 小结

习题

参考文献

第2章 基本概念

2.1 控制论系统

2.2 控制与调节

2.3 反馈原理

2.4 系统模型与信号流图

2.5 信息与通信

2.6 估计与识别

2.7 决策与对策

2.8 仿真与重构

2.9 稳定性与收敛性

2.10最优性与鲁棒性

2.11小结

习题

参考文献

基本方法篇

第3章 经典控制理论与方法

3.1 自动控制系统的类型和组成

3.1.1 恒值自动调节系统

3.1.2 程序自动控制系统

3.1.3 随动系统(伺服系统)

3.1.4 自动控制系统的组成

3.1.5 模拟控制(调节)器控制和计算机控制。

3.2 反馈控制方法与扰动补偿方法

3.3 系统模型与时域分析法

3.3.1 控制系统的稳定性、稳态误差和动态品质

3.3.2 自动控制系统的控制规律

3.3.3 建立控制元件和系统的数学模型

3.3.4 炉温自动控制系统的数学模型

3.3.5 自动控制系统的时间域研究法

3.3.6 稳定性分析及代数判据

3.4 传递函数与频域分析法

3.4.1 拉普拉斯变换

3.4.2 元件和系统的传递函数，系统的结构图

3.4.3 自动控制系统的频率域分析法

3.4.4 频率法分析系统的动态性能和稳定性

3.5 控制系统的校正

3.5.1 控制系统的频率法校正

3.5.2 随动系统基于开环幅相特性的频率法校正

3.5.3 Simulink仿真支持下基于开环传递函数的频率法校正

3.5.4 过程控制系统的控制器参数整定

3.5.5 扰动补偿器设计

3.6 其他线性控制系统

3.6.1 多变量控制系统和解耦设计

3.6.2 线性离散控制系统

3.7 小结

习题

参考文献

第4章 非线性系统控制方法

4.1 非线性元件及其线性化

4.1.1 非线性元件

4.1.2 非线性元件的线性化

4.2 非线性控制系统的经典研究方法

4.2.1 非线性系统的相平面研究法

4.2.2 二阶线性系统的相平面轨迹

4.2.3 二阶非线性系统的相平面轨迹及其绘制法

4.2.4 继电器控制系统的相平面图

4.3 分叉与混沌

4.4 其他描述与控制方法

4.4.1 非线性系统研究的描述函数法

4.4.2 非线性系统的快速控制和校正

4.5 小结

习题

参考文献

第5章 现代控制理论与方法

5.1 状态空间模型

5.1.1 状态空间模型的一般概念

5.1.2 状态空间模型的时域响应

5.1.3 连续时间模型的离散化

5.2 稳定性、能控性与能观性

5.2.1 线性系统的稳定性

5.2.2 连续时间线性系统的能控性

5.2.3 连续时间线性系统的能观性

5.2.4 离散时间线性系统的能控性与能观性

5.3 状态估计

5.3.1 状态估计的准则

5.3.2 线性系统滤波原理

5.3.3 基本卡尔曼滤波器

5.4 系统辨识

5.4.1 模型辨识问题的数学描述

5.4.2 离散时间线性差分模型的最小二乘参数估计

5.4.3 离散时间线性差分模型的递推最小二乘参数估计

5.4.4 二位式伪随机序列及其在系统辨识中的应用

5.5 最优控制

5.5.1 最优控制的基本概念

5.5.2 离散时间线性二次型最优控制问题

5.6 自适应控制与预测控制

5.6.1 自适应控制的一般概念

5.6.2 最小方差控制与自校正调节器

5.6.3 广义预测自校正控制器

5.7 大系统理论与系统工程

5.7.1 系统工程的一般概念

5.7.2 现代工业系统的信息结构

5.7.3 系统优化与大系统理论

5.7.4 决策与决策支持系统

5.8 小结

习题

参考文献

第6章 人工智能方法与技术

6.1 概述

6.2 模式识别与贝叶斯决策

6.2.1 模式及其识别

6.2.2 模式识别系统

6.2.3 特征提取与特征选择

6.2.4 分类问题

6.2.5 贝叶斯决策

6.3 专家系统与知识推理

6.3.1 专家系统的特征

6.3.2 专家系统的结构

6.3.3 知识表示方法

6.3.4 知识推理

6.4 模糊逻辑与模糊推理

6.4.1 模糊集合论

6.4.2 模糊逻辑系统

6.4.3 模糊推理

6.5 神经网络与机器学习

6.5.1 神经元数理模型与Hebb规则

6.5.2 感知器及规则

6.5.3 多层前馈网络与BP学习算法

6.5.4 RBF神经网络与聚类分析

6.6 小结

习题

参考文献

第7章 智能控制方法

7.1 智能控制的概念

7.2 专家控制

7.3 模糊控制

7.4 学习控制

7.5 神经网络控制

7.6 小结

习题

参考文献

应用分支篇

第8章 工程控制

8.1 过程工业控制

8.2 机械加工自动化

8.3 电力系统自动化

8.4 飞行器控制

8.5 自主车辆与交通控制

8.6 工业大系统优化与综合自动化

8.7 网络化控制系统

8.8 小结

习题

参考文献

第9章 生物控制

9.1 概述

9.2 生物反馈系统

9.3 神经控制论

9.4 生物仿生

9.5 中医学

9.6 小结

习题

参考文献

第10章 社会经济与生态.环境及农业控制

10.1 社会经济系统中反馈与控制

10.2 人口系统的建模与控制

10.3 宏观经济数学模型及宏观调控

10.4 生态，环境及农业系统控制

10.5 小结

习题

参考文献

第11章 机器人与智能系统

11.1 概述

11.2 语音识别系统

11.3 文字识别系统

11.4 目标识别

11.5 工业机器人

11.6 智能机器人

11.7 机器人的广泛应用

11.8 小结

习题

参考文献

附录A 拉普拉斯变换简表

附录B 矩阵初步

本书由三大部分组成，包括控制论的基本概念篇、控制论的基本方法篇和控制论的应用分支篇。基本概念篇由绪论和基本概念二章组成，基本方法篇由经典控制理论与方法、非线性系统控制方法、现代控制理论与方法、人工智能方法与技术、智能控制方法五章组成，应用分支篇由工程控制、生物控制、社会经济与生态、环境及农业控制以及机器人与智能系统四章组成。在内容上侧重于控制论中概念、思想、知识、方法的介绍，而不拘泥于理论上过多的严格论证，同时注意从“控制论”、“信息论”、“系统论”的角度结合当前网络化的特点进行选材。本书可以作为工、农、林、商、医、经济、管理及军事等学科非自动化类专业的高年级学生或研究生教材，同时可以作为国家公务员、行政干部、企业及事业单位管理者普及控制论思想和推广应用的入门书籍，也可供广大控制工程技术人员参考。

可以作为工、农、林、商、医、经济、管理及军事等学科非自动化类专业的高年级学生或研究生教材，同时可以作为国家公务员、行政干部、企业及事业单位管理者普及控制论思想和推广应用的入门书籍，也可供广大控制工程技术人员参考。