自适应控制 Astrom

《自适应控制》是一本专注于自适应控制系统理论、设计方法与实际应用的专业书籍。自适应控制理论是一种工程控制理论，它通过让控制系统根据外部环境和内部状态的变化自动调整控制策略，以适应这些变化，达到提高控制性能的目的。自适应控制系统通常具有以下几个主要特点： 1. 自适应能力：自适应控制系统能够检测系统性能的变化，并根据这些变化自动调整控制器参数，使得系统性能保持在最佳或者可接受的水平。 2. 工程控制理论：自适应控制理论结合了经典控制理论与现代控制理论的优点，能够处理各种复杂和不确定的情况。 3. 设计方法：自适应控制设计涉及理论分析与算法设计。理论分析包括系统建模、稳定性分析等；算法设计则包括自适应律的构造、参数估计、控制策略的制定等。 4. 应用实例：书中将包含一系列自适应控制系统的应用实例，如工业过程控制、飞行器控制、机器人控制等，通过这些实例可以展示自适应控制技术的实际应用效果和价值。 书中内容涵盖以下主题： 1. 自适应控制系统简介：介绍自适应控制的基本概念、应用背景和研究动机。 2. 实时参数估计：讨论在动态系统中实时估计参数的方法，如最小二乘法和回归模型的应用。 3. 确定性自调谐调节器：探讨基于确定性模型的自调谐调节器设计，包括极点配置设计、间接和直接自调谐调节器的设计。 4. 随机与预测性自调谐调节器：阐述如何设计基于随机模型和预测模型的自调谐调节器，如最小方差和滑动平均控制器的设计。 5. 模型参考自适应系统（MRAS）：介绍MRAS的设计原理和方法，以及如何应用Lyapunov理论和稳定性分析来保证自适应控制系统的稳定性。 6. 自适应系统的属性：分析自适应系统的非线性动态特性和稳定性问题，以及间接离散时间自调谐调节器的分析方法。 7. 随机自适应控制：研究自适应控制在随机环境中的应用，例如多步决策问题和双重控制策略的设计。 在自适应控制系统中，模型参考自适应系统（MRAS）和自适应控制系统（STR）是两种重要的体系结构。MRAS通过比较系统输出与参考模型的输出来调整控制器参数，而STR则直接根据系统性能来调整参数。这两种体系结构在实际应用中各有优势，可以根据不同应用场景和性能要求灵活选用。 在自适应控制系统的设计与应用中，工程师和研究人员需要对系统的稳定性进行深入分析。稳定性分析能够确保系统在受到干扰或参数变化时仍能保持良好的控制性能。其中，Lyapunov稳定性理论是自适应控制系统稳定性分析的重要工具之一。 此外，实际工程应用中，系统可能面临各种不确定性和干扰，自适应控制系统需要具备一定的鲁棒性来应对这些挑战。鲁棒自适应控制是设计自适应控制系统时需要考虑的重要方面。 书中还会介绍一些自适应控制系统的扩展应用，例如在非线性系统中的应用，以及自适应控制与其他控制策略如预测控制的结合。 《自适应控制》是一本全面介绍自适应控制理论、设计方法和实际应用的专业书籍，旨在为自动化、计算机科学与技术及相关专业的学生和专业技术人员提供深入的学习资源。通过本书，读者可以系统地学习自适应控制的相关知识，并了解其在现代工程技术中的重要作用。