第1章 绪论

1.1 引言

1.2 特征建模的必要性

1.3 特征建模的可行性

1.4 特征建模方法的产生过程

第2章 特征建模的基本概念

2.1 引言

2.2 何谓特征建模

2.3 特征模型的基本特性

2.4 特征建模的机理

2.5 特征模型的分类

第3章 线性系统的特征建模

3.1 引言

3.2 单变量线性定常系统的特征建模

3.2.1 传递函数有理分解法

3.2.2 z变换法

3.2.3 可测变量直接构造法

3.2.4 带扩展状态估计的特征建模法

3.3 单变量线性时变系统的特征建模

3.3.1 工程上常用的线性时变系统

3.3.2 特殊线性快时变系统

3.4 多变量线性定常系统的特征建模

3.4.1 多变量线性定常系统的特征模型形式

3.4.2 多变量线性定常系统特征建模的推导与证明

3.5 多变量线性时变系统的特征建模

3.5.1 输出解耦型多变量线性时变系统的二阶特征建模

3.5.2 输入解耦型多变量线性时变系统的二阶特征建模

3.5.3 输出解耦多变量线性时变系统的一阶特征建模

3.5.4 输入解耦多变量线性时变系统的一阶特征建模

3.6 具有滞后特征的线性系统的特征模型

3.7 一类多输入多输出线性系统的特征模型仿真研究

3.7.1 对象模型

3.7.2 特征模型

3.7.3 控制器设计

3.7.4 仿真结果对比

3.7.5 结论分析

3.8 本章小结

第4章 非线性系统的特征建模

4.1 引言

4.2 非线性系统特征建模理论

4.2.1 二阶仿射非线性系统特征建模

4.2.2 一类高阶最小相位非线性系统特征建模

4.2.3 带有在零状态不连续项的非线性系统特征建模

4.3 飞行器非线性动力学特征建模

4.3.1 交会对接动力学特征建模

4.3.2 高超声速飞行器动力学特征建模

4.3.3 挠性航天器动力学特征建模

4.4 机械臂非线性动力学特征建模

4.4.1 特征模型系数的界与状态相关的特征建模

4.4.2 输入解耦形式的特征建模

4.5 具有双平衡点非线性系统的特征建模

4.6 本章小结

第5章 高速高精度伺服系统特征建模与自适应控制

5.1 引言

5.2 惯量大范围变化的位置调节伺服系统

5.2.1 位置调节伺服系统简介

5.2.2 伺服系统动力学模型

5.2.3 伺服系统特征建模

5.2.4 控制器设计

5.2.5 实验验证

5.3 齿轮传动伺服系统快速位置跟踪控制

5.3.1 齿轮传动伺服系统简介

5.3.2 齿轮传动伺服系统动力学模型

5.3.3 齿轮传动伺服系统特征建模与模型验证

5.3.4 指令观测器设计

5.3.5 控制器设计

5.3.6 实验验证

5.4 本章小结

第6章 特征模型参数估计新方法

6.1 引言

6.2 慢时变对象的特征模型参数估计

6.2.1 问题描述

6.2.2 带遗忘因子的最小二乘法

6.2.3 传统投影梯度法

6.2.4 带饱和函数的投影梯度法

6.2.5 基于控制误差的改进投影梯度法

6.2.6 基于双源误差的改进投影梯度法

6.2.7 本节小结

6.3 一类快时变对象的特征模型参数估计

6.3.1 问题描述

6.3.2 确定性结构的时变特征参量估计

6.3.3 不确定性结构的时变特征参量估计

6.3.4 本节小结

6.4 本章小结

第7章 基于特征模型的自适应控制

7.1 引言

7.2 全系数自适应控制方法

7.3 基于期望动态的控制方法

7.3.1 控制律表达式

7.3.2 性能分析

7.4 基于误差面的递推控制方法

7.4.1 控制律表达式

7.4.2 性能分析

7.5 离散滑模控制方法

7.5.1 控制律表达式

7.5.2 性能分析

7.6 本章小结

第8章 基于特征模型自适应控制方法的稳定性

8.1 引言

8.2 稳定性Ⅰ：二阶非线性不确定性系统

8.2.1 问题描述

8.2.2 基于特征模型的自适应控制器设计

8.2.3 闭环稳定性结果

8.3 稳定性Ⅱ：相对阶为2的最小相位非线性不确定性系统

8.3.1 问题描述

8.3.2 闭环稳定性分析一般框架

8.3.3 具体的闭环稳定性结果

8.4 采用连续和离散方式进行零点补偿方法的仿真

8.5 本章小结

第9章 最小相位单输入单输出非线性系统稳定性分析

9.1 引言

9.2 问题描述

9.2.1 单输入单输出非线性系统

9.2.2 全系数自适应控制器

9.3 稳定性分析

9.3.1 重要引理

9.3.2 系统变换

9.3.3 特征建模

9.3.4 全系数自适应控制器性质

9.3.5 采样间接自适应控制特征模型稳定性分析

9.3.6 连续系统稳定性分析

9.3.7 整个系统的稳定性分析

9.4 数值仿真

9.5 本章小结

第10章 航天器进入／再入自适应预测制导方法与应用

10.1 引言

10.2 航天器再入／进入动力学方程

10.2.1 航天器再入／进入升力控制的概念

10.2.2 导航、制导与控制所用的坐标系

10.2.3 航天器六自由度返回动力学方程

10.3 自适应进入／再入预测制导方法

10.3.1 自适应弹道预测

10.3.2 标称时变动态控制增益变换方法

10.3.3 一阶特征模型的自适应控制方法

10.3.4 自适应预测双环制导方法

10.3.5 内环标准弹道制导方法

10.4 一阶特征模型的自适应控制方法的收敛性

10.5 数学仿真

10.6 嫦娥五号飞行试验器月地返回跳跃式再入

10.7 本章小结

第11章 基于特征模型的反复学习连续灭菌控制系统

11.1 引言

11.2 连续灭菌工艺流程

11.3 数据相关性分析及数学建模

11.3.1 相关性分析

11.3.2 数学建模

11.3.3 模型验证

11.4 问题描述及难点分析

11.5 控制方案

11.5.1 物料流量控制

11.5.2 喷射器温度控制

11.6 控制效果

11.7 本章小结

第12章 城市污水处理过程特征建模

12.1 引言

12.2 污水处理过程机理模型简介

12.3 城市污水处理过程智能特征建模方法

12.3.1 污水处理过程特征变量选取方法

12.3.2 基于自组织模糊神经网络的智能模型设计

12.4 污水处理过程氨氮浓度预测实例分析

12.5 本章小结

第13章 制造工业的静态智能特征建模

13.1 引言

13.2 为控制过程服务的特征建模

13.2.1 输出变量可测对象

13.2.2 输出变量不可测系统

13.3 为制造工业服务的静态智能特征建模

13.3.1 特征模型在流量计结构设计与优化中的应用

13.3.2 特征模型在绕丝项目中的应用

13.4 本章小结

第14章 工程实际应用特征建模仿真

14.1 引言

14.2 高超声速飞行器控制仿真

14.2.1 高超声速飞行器动力学模型

14.2.2 高超声速飞行器的特征建模

14.2.3 时变环境下高超声速飞行器姿态自适应控制系统设计

14.3 基于多变量特征模型的四足机器人单腿关节控制

14.3.1 四足机器人单腿特征建模

14.3.2 多变量黄金分割自适应控制器

14.3.3 闭环系统稳定性证明

14.3.4 仿真验证

14.4 本章小结

第15章 总结与展望

15.1 引言

15.2 理论方法上的创新

15.3 实际工程应用说明

15.4 还需研究的问题

参考文献