智能控制:理论基础、算法设计与应用
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前言

智能控制是自动控制领域的前沿学科之一。它是一门综合性很强的多学科交叉的新兴学科,被称为自动控制理论发展的第三阶段。智能控制的发展为解决复杂的非线性、不确定系统的控制问题开辟了新的途径。

有关智能控制理论及其工程应用,近年来已有大量的论文发表。作者多年来一直从事控制理论及应用方面的教学和研究工作,为了促进智能控制和自动化技术的进步,反映智能控制设计与应用中的最新研究成果,并使广大研究人员和工程技术人员能了解、掌握和应用这一领域的最新技术,学会用MATLAB语言进行各种智能控制算法的分析和设计,作者编写了本书,供广大读者学习和参考。

本书共分为17章,第1章绪论,着重介绍智能控制的产生和发展以及智能控制的基本概念;第2章介绍模糊控制的理论基础;第3章介绍模糊逻辑控制的基本原理及模糊控制器的设计方法;第4章介绍模糊逼近的基本原理及自适应模糊控制器的设计方法;第5章介绍T-S模糊建模方法和T-S型模糊控制器的设计方法;第6章以机械手为被控对象,介绍模糊自适应控制算法的设计和分析方法;第7章介绍神经网络控制的理论基础;第8章介绍几种典型的神经网络,包括单神经元网络、BP神经网络、RBF神经网络和Hopfield神经网络;第9章介绍基于RBF神经网络的自适应控制算法和分析方法;第10章介绍基于RBF网络的输入输出受限控制设计方法;第11章介绍基于RBF神经网络的执行器自适应容错控制算法设计和分析方法;第12章以机械手为例,介绍神经网络自适应控制设计方法;第13章介绍基于RBF网络的反演自适应控制设计方法;第14章介绍基于LMI的神经网络自适应控制设计方法;第15章介绍几种智能优化算法;第16章介绍智能优化算法在参数辨识中的应用;第17章介绍基于神经网络的主辅电机的协调控制。

本书是在总结作者多年研究成果的基础上,进一步理论化、系统化、规范化、实用化而成,其特点如下:

(1)控制算法取材新颖,内容先进,重点放在了学科交叉部分的前沿研究和介绍一些有潜力的新思想、新方法和新技术,取材着重于基本概念、基本理论和基本方法。

(2)针对每种控制算法给出了完整的MATLAB仿真程序,并给出了程序的说明和仿真结果,具有很强的可读性。

(3)着重从应用领域角度出发,突出理论联系实际,面向广大工程技术人员,具有很强的工程性和实用性。例如,书中为了介绍一些智能控制算法的设计和分析方法,以机械系统、电机、倒立摆、飞行器等为被控对象来辅助说明。

(4)所给出的各种控制算法完整,程序设计、结构设计力求简单明了,便于自学和进一步开发。

本书是在电子工业出版社出版的北京航空航天大学本科生教材《智能控制》(第四版)的基础上改编而成的。为了适合相关专业高年级本科生和研究生的教学需要,本书的选材更加着重于基础性和实用性。为了更好地介绍智能控制理论和应用的发展,书中增加了一些新的智能控制理论和实际应用内容,主要包括T-S模糊控制器设计与分析、单参数模糊自适应控制、单参数神经网络自适应控制、RBF网络输入输出受限控制、RBF网络执行器自适应容错控制、RBF网络反演自适应控制和基于LMI的神经网络自适应控制及参数辨识的智能优化算法。

由于篇幅所限,书中有些程序未列出,读者可从所提供的网站上下载。由于作者水平有限,书中难免有一些不足和疏漏之处,欢迎广大读者批评指正。

编者

2019年10月于北京航空航天大学