具體描述
本書從工程應用角度齣發，係統地介紹瞭最優化理論、方法、
設計及控製，目的是使讀者能正確運用最優化技術去解決實際工
程中的具體問題。本書共分12章，在敘述最優化理論基礎上，有
針對性地闡明瞭主要最優化方法的思路和算法以及有選擇性地介
紹瞭包括機電、土木、化工、管理等學科領域的優化設計和最優
控製的應用示例，給齣瞭係統的建模、參數選擇、仿真和實時控
製結果。本書配有例題和習題，注意物理概念，強調實用性。
本書讀者以工程技術人員為主，亦可作為科研人員及大專院
校教師、研究生和學生的參考用書。
這本書《係統最優化及控製》是一部專注於理論與實踐相結閤的學習資源，旨在幫助讀者深入理解和掌握係統性分析與優化過程中的科學方法。內容涵蓋瞭從基本概念到復雜應用的廣泛範圍，強調邏輯嚴謹、結構清晰的知識傳授。書中詳細探討瞭數學建模在優化問題中的關鍵作用，通過係統化的思維路徑引導讀者逐步建立對復雜係統行為的洞察力。作者采用分層次的講解方式，初學者可從基礎原理入手，而深入研究者則能發現更多細節與高級技法。書中不僅包括理論分析部分，還提供瞭豐富的案例研究，幫助讀者在真實場景中應用所學知識，從而提升實際運用能力。內容設計注重邏輯性和實用性，避免過於抽象，力求貼近現實需求。每個章節都經過精心組織，確保信息傳達的全麵性和準確性，適閤希望係統提升優化思維與解決復雜問題能力的人閱讀。 書籍在內容深度上注重對核心概念的解析，強調數學工具與工程方法的結閤，使學習者能夠建立紮實的理論基礎。作者采用清晰的語言錶達和實例說明，逐步引導讀者理解復雜問題的本質與解決路徑。書中特彆重視對係統優化的實際意義，探討瞭不同控製策略在不同應用場景下的效果與適用性。這種理論與實踐的平衡，使得書籍不僅適閤作為學習參考，也能為讀者提供寶貴的思維框架。內容結構嚴謹，每個部分都有明確目標和邏輯支撐，確保讀者在閱讀過程中能夠持續獲取知識價值。此外，書中包含大量圖示、公式解析與實驗案例，使學習過程更加直觀和動人。整體而言，這本書通過係統性講解和豐富的實例分析，為讀者提供瞭一套全麵、可操作的學習體係，是任何希望深入理解優化控製科學的人必備財富。 總體來說，書籍內容細緻入微，結閤瞭理論與實踐的雙重維度，為讀者打開瞭探索係統優化的窗口。通過嚴謹的邏輯推理和豐富的案例研究，這本書不僅傳授知識，更激發瞭讀者解決實際問題的動力。無論是初學者還是專業從業者，都可以從中汲取啓示，提升自身在復雜係統中的分析與決策能力。這種對細節的關注和對實際應用的重視，使得書籍獨具匠心，成為學習資源中的一款重要成果。
作者簡介
目錄資訊
目 錄
《電氣自動化新技術叢書》序言
前言
第1章 緒論
1.1概述
1.2最優化的基本問題
1.2.1數學模型的建立
1.2.2最優化問題的分類
1.3最優化問題的求解方法
1.4最優控製問題
1.4.1最優控製問題的性能指標
1.4.2最優控製問題的提法
1.4.3最優控製問題的分類
習題
第2章 函數的極值
2.1極值與極值點
2.2函數的極值
2.2.1一元函數的極值
2.2.2二元函數的極值
2.2.3多元函數的極值
2.3具有等式約束條件函數的極值
2.4函數的凸性與充分性
習題
第3章 變分法
3.1變分法的基本概念
3.1.1泛函的概念
3.1.2泛函的變分
3.1.3泛函的極值
3.1.4變分學的基本引理
3.2無約束條件的最優化問題
3.2.1端點固定的情況
3.2.2端點變動的情況
3.3具有等式約束條件的最優化問題
3.3.1微分約束――待定函數法
3.3.2積分約束――等邊周問題
3.3.3端點等式約束
3.3.4內點等式約束
3.3.5等式約束下泛函極值的充分條件
3.4應用變分法求解最優控製問題
3.4.1變分法中的三類基本問題
3.4.2變分法應用示例
習題
第4章 最小值原理
4.1連續係統的最小值原理
4.1.1概述
4.1.2最小值原理的證明
4.2最小值原理的幾種具體形式
4.2.1時不變情況
4.2.2時變情況
4.2.3末值型性能指標情況
4.2.4積分型性能指標情況
4.3末態約束的最小值原理
4.3.1末態約束問題
4.3.2有積分限製的問題
4.4離散係統的最小值原理
4.4.1離散最優控製問題的提法
4.4.2離散歐拉方程
4.4.3離散係統的最小值原理
4.4.4連續和離散最小值原理的比較
4.5連續係統的離散化處理
習題
第5章 最短時間和最少燃料的最優控製
5.1砰－砰控製原理
5.2非綫性係統的時間、燃料最優控製
5.2.1非綫性係統的最短時間控製問題
5.2.2非綫性係統的最少燃料控製問題
5.3綫性時不變係統的時間、燃料最優控製
5.3.1綫性時不變係統的最短時間控製問題
5.3.2綫性時不變係統的最少燃料控製問題
5.4雙積分模型的時間、燃料最優控製
5.4.1雙積分模型的最短時間控製問題
5.4.2雙積分模型的最少燃料控製問題
5.5時間－燃料綜閤最優控製
習題
第6章 動態規劃
6.1多級決策過程及最優性原理
6.1.1多級決策過程
6.1.2最優性原理
6.2離散控製係統的動態規劃
6.2.1動態規劃遞推方程
6.2.2離散係統的綫性調節器問題
6.3連續控製係統的動態規劃
6.4動態規劃與變分法、最小值原理的關係
6.4.1動態規劃與變分法
6.4.2動態規劃與最小值原理
習題
第7章 綫性二次型的最優控製
7.1綫性二次型問題
7.2狀態調節器
7.2.1有限時間狀態調節器問題
7.2.2無限時間狀態調節器問題
7.2.3狀態調節器的穩定性和相位裕度
7.3輸齣調節器
7.3.1有限時間輸齣調節器問題
7.3.2無限時間輸齣調節器問題
7.4跟蹤器
7.4.1綫性時變係統的跟蹤問題
7.4.2綫性定常係統的跟蹤問題
習題
第8章 單變量函數的最優化方法
8.1區間消去法的基本概念
8.2菲波納奇法
8.2.1菲波納奇數列
8.2.2計算試探點的公式
8.2.3菲波納奇法計算步驟及程序框圖
8.3黃金分割法（0.618法）
8.3.1黃金分割法（0.618法）簡介
8.3.20.618法與菲波納奇法的關係
8.3.30618法計算步驟及程序框圖
8.3.40.618法程序示例
8.4函數逼近法（插值法）
8.4.1拋物綫插值法（二次插值法）
8.4.2三次插值法
習題
第9章 無約束多變量函數的最優化方法
9.1變量輪換法
9.1.1變量輪換法的計算方法
9.1.2變量輪換法的計算步驟及程序框圖
9.1.3變量輪換法的存在問題
9.2單純形法
9.2.1單純形的轉換
9.2.2單純形法的計算步驟及程序框圖
9.2.3單純形法程序示例
9.3最速下降法
9.3.1梯度和梯度方嚮
9.3.2最速下降法的計算公式
9.3.3最速下降法的計算步驟及程序框圖
9.4牛頓法
9.4.1牛頓法的迭代計算公式
9.4.2牛頓法的計算步驟及程序框圖
9.4.3擬牛頓法
9.5共軛梯度法
9.5.1共軛方嚮
9.5.2共軛梯度法的計算步驟及程序框圖
9.5.3共軛梯度法程序示例
習題
第10章 有約束多變量函數的最優化方法
10.1拉格朗日乘子法
10.1.1等式約束時極值存在的必要條件
10.1.2拉格朗日乘子法
10.1.3拉格朗日乘子法程序示例
10.2懲罰函數法
10.2.1懲罰函數法的基本概念
10.2.2外罰函數法和內罰函數法（外點法和內點法）
10.2.3混閤懲罰函數法
10.3可行方嚮法
10.3.1可行方嚮法的基本概念
10.3.2綫性約束情況的可行方嚮法
10.3.3非綫性約束情況的可行方嚮法
10.4梯度投影法
10.4.1投影和投影矩陣
10.4.2梯度投影法
習題
第11章 控製係統的優化設計
11.1優化設計概述
11.1.1優化設計的一般過程
11.1.2優化設計的基本原則
11.1.3優化方法的選擇
11.1.4優化設計的特點
11.2鋼筋混凝土與杆係結構的優化設計
11.2.1鋼筋混凝土矩形截麵梁的優化設計
11.2.2鋼筋混凝土框架截麵的優化設計
11.3直流電動機跟蹤係統補償校正的優化設計
11.3.1係統的數學模型及目標函數的確定
11.3.2優化設計及初始值的選擇
11.3.3仿真結果分析及程序示例
11.4控製係統PID調節器參數的優化設計
11.4.1控製係統的數學模型及目標函數的確定
11.4.2控製係統PID調節器參數最優化方法
11.4.3優化設計的程序示例
11.5飛航式導彈總體主要參數的優化設計
11.5.1導彈主要參數優化設計的數學模型
11.5.2綜閤目標函數
11.5.3優化設計示例
11.6行星齒輪傳動裝置的優化設計
11.6.1數學模型及目標函數的確定
11.6.2最優化方法及計算程序框圖
第12章 最優控製係統
12.1多颱電機協調運轉的最優控製
12.1.1誤差變量法的基本原理
12.1.2係統的數學模型及閉環係統結構圖
12.1.3係統的仿真試驗及結果分析
12.2玻璃窯爐燃燒過程自尋最優控製
12.2.1步進式搜索自尋優控製原理
12.2.2玻璃窯爐燃燒過程自尋最優控製方案
12.2.3步進式搜索自尋最優點控製算法
12.2.4實測麯綫及應用效果
12.3丙烷脫瀝青過程的最優控製
12.3.1丙烷脫瀝青過程的數學模型
12.3.2丙烷脫瀝青過程的操作優化
12.4電阻爐溫度的最優控製
12.4.1電阻爐的數學模型
12.4.2最優控製規律
12.4.3實驗麯綫及結果分析
12.5自動焊接裝置的最優控製
12.5.1最優控製器的數學模型
12.5.2具有預先給定極點的係統設計
12.5.3係統最優設計參數的選擇
12.5.4試驗麯綫及結果
126城市道路交叉口交通的最優控製
12.6.1道路交通流的最優預測模型
12.6.2交叉口交通的感應最優控製
12.6.3仿真試驗及結果
參考文獻
· · · · · · (收起)
《電氣自動化新技術叢書》序言
前言
第1章 緒論
1.1概述
1.2最優化的基本問題
1.2.1數學模型的建立
1.2.2最優化問題的分類
1.3最優化問題的求解方法
1.4最優控製問題
1.4.1最優控製問題的性能指標
1.4.2最優控製問題的提法
1.4.3最優控製問題的分類
習題
第2章 函數的極值
2.1極值與極值點
2.2函數的極值
2.2.1一元函數的極值
2.2.2二元函數的極值
2.2.3多元函數的極值
2.3具有等式約束條件函數的極值
2.4函數的凸性與充分性
習題
第3章 變分法
3.1變分法的基本概念
3.1.1泛函的概念
3.1.2泛函的變分
3.1.3泛函的極值
3.1.4變分學的基本引理
3.2無約束條件的最優化問題
3.2.1端點固定的情況
3.2.2端點變動的情況
3.3具有等式約束條件的最優化問題
3.3.1微分約束――待定函數法
3.3.2積分約束――等邊周問題
3.3.3端點等式約束
3.3.4內點等式約束
3.3.5等式約束下泛函極值的充分條件
3.4應用變分法求解最優控製問題
3.4.1變分法中的三類基本問題
3.4.2變分法應用示例
習題
第4章 最小值原理
4.1連續係統的最小值原理
4.1.1概述
4.1.2最小值原理的證明
4.2最小值原理的幾種具體形式
4.2.1時不變情況
4.2.2時變情況
4.2.3末值型性能指標情況
4.2.4積分型性能指標情況
4.3末態約束的最小值原理
4.3.1末態約束問題
4.3.2有積分限製的問題
4.4離散係統的最小值原理
4.4.1離散最優控製問題的提法
4.4.2離散歐拉方程
4.4.3離散係統的最小值原理
4.4.4連續和離散最小值原理的比較
4.5連續係統的離散化處理
習題
第5章 最短時間和最少燃料的最優控製
5.1砰－砰控製原理
5.2非綫性係統的時間、燃料最優控製
5.2.1非綫性係統的最短時間控製問題
5.2.2非綫性係統的最少燃料控製問題
5.3綫性時不變係統的時間、燃料最優控製
5.3.1綫性時不變係統的最短時間控製問題
5.3.2綫性時不變係統的最少燃料控製問題
5.4雙積分模型的時間、燃料最優控製
5.4.1雙積分模型的最短時間控製問題
5.4.2雙積分模型的最少燃料控製問題
5.5時間－燃料綜閤最優控製
習題
第6章 動態規劃
6.1多級決策過程及最優性原理
6.1.1多級決策過程
6.1.2最優性原理
6.2離散控製係統的動態規劃
6.2.1動態規劃遞推方程
6.2.2離散係統的綫性調節器問題
6.3連續控製係統的動態規劃
6.4動態規劃與變分法、最小值原理的關係
6.4.1動態規劃與變分法
6.4.2動態規劃與最小值原理
習題
第7章 綫性二次型的最優控製
7.1綫性二次型問題
7.2狀態調節器
7.2.1有限時間狀態調節器問題
7.2.2無限時間狀態調節器問題
7.2.3狀態調節器的穩定性和相位裕度
7.3輸齣調節器
7.3.1有限時間輸齣調節器問題
7.3.2無限時間輸齣調節器問題
7.4跟蹤器
7.4.1綫性時變係統的跟蹤問題
7.4.2綫性定常係統的跟蹤問題
習題
第8章 單變量函數的最優化方法
8.1區間消去法的基本概念
8.2菲波納奇法
8.2.1菲波納奇數列
8.2.2計算試探點的公式
8.2.3菲波納奇法計算步驟及程序框圖
8.3黃金分割法（0.618法）
8.3.1黃金分割法（0.618法）簡介
8.3.20.618法與菲波納奇法的關係
8.3.30618法計算步驟及程序框圖
8.3.40.618法程序示例
8.4函數逼近法（插值法）
8.4.1拋物綫插值法（二次插值法）
8.4.2三次插值法
習題
第9章 無約束多變量函數的最優化方法
9.1變量輪換法
9.1.1變量輪換法的計算方法
9.1.2變量輪換法的計算步驟及程序框圖
9.1.3變量輪換法的存在問題
9.2單純形法
9.2.1單純形的轉換
9.2.2單純形法的計算步驟及程序框圖
9.2.3單純形法程序示例
9.3最速下降法
9.3.1梯度和梯度方嚮
9.3.2最速下降法的計算公式
9.3.3最速下降法的計算步驟及程序框圖
9.4牛頓法
9.4.1牛頓法的迭代計算公式
9.4.2牛頓法的計算步驟及程序框圖
9.4.3擬牛頓法
9.5共軛梯度法
9.5.1共軛方嚮
9.5.2共軛梯度法的計算步驟及程序框圖
9.5.3共軛梯度法程序示例
習題
第10章 有約束多變量函數的最優化方法
10.1拉格朗日乘子法
10.1.1等式約束時極值存在的必要條件
10.1.2拉格朗日乘子法
10.1.3拉格朗日乘子法程序示例
10.2懲罰函數法
10.2.1懲罰函數法的基本概念
10.2.2外罰函數法和內罰函數法（外點法和內點法）
10.2.3混閤懲罰函數法
10.3可行方嚮法
10.3.1可行方嚮法的基本概念
10.3.2綫性約束情況的可行方嚮法
10.3.3非綫性約束情況的可行方嚮法
10.4梯度投影法
10.4.1投影和投影矩陣
10.4.2梯度投影法
習題
第11章 控製係統的優化設計
11.1優化設計概述
11.1.1優化設計的一般過程
11.1.2優化設計的基本原則
11.1.3優化方法的選擇
11.1.4優化設計的特點
11.2鋼筋混凝土與杆係結構的優化設計
11.2.1鋼筋混凝土矩形截麵梁的優化設計
11.2.2鋼筋混凝土框架截麵的優化設計
11.3直流電動機跟蹤係統補償校正的優化設計
11.3.1係統的數學模型及目標函數的確定
11.3.2優化設計及初始值的選擇
11.3.3仿真結果分析及程序示例
11.4控製係統PID調節器參數的優化設計
11.4.1控製係統的數學模型及目標函數的確定
11.4.2控製係統PID調節器參數最優化方法
11.4.3優化設計的程序示例
11.5飛航式導彈總體主要參數的優化設計
11.5.1導彈主要參數優化設計的數學模型
11.5.2綜閤目標函數
11.5.3優化設計示例
11.6行星齒輪傳動裝置的優化設計
11.6.1數學模型及目標函數的確定
11.6.2最優化方法及計算程序框圖
第12章 最優控製係統
12.1多颱電機協調運轉的最優控製
12.1.1誤差變量法的基本原理
12.1.2係統的數學模型及閉環係統結構圖
12.1.3係統的仿真試驗及結果分析
12.2玻璃窯爐燃燒過程自尋最優控製
12.2.1步進式搜索自尋優控製原理
12.2.2玻璃窯爐燃燒過程自尋最優控製方案
12.2.3步進式搜索自尋最優點控製算法
12.2.4實測麯綫及應用效果
12.3丙烷脫瀝青過程的最優控製
12.3.1丙烷脫瀝青過程的數學模型
12.3.2丙烷脫瀝青過程的操作優化
12.4電阻爐溫度的最優控製
12.4.1電阻爐的數學模型
12.4.2最優控製規律
12.4.3實驗麯綫及結果分析
12.5自動焊接裝置的最優控製
12.5.1最優控製器的數學模型
12.5.2具有預先給定極點的係統設計
12.5.3係統最優設計參數的選擇
12.5.4試驗麯綫及結果
126城市道路交叉口交通的最優控製
12.6.1道路交通流的最優預測模型
12.6.2交叉口交通的感應最優控製
12.6.3仿真試驗及結果
參考文獻
· · · · · · (收起)
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