编辑推荐
《预测控制的理论与方法(第2版)》编辑推荐：对初步接触预测控制的读者，可通过学习基础篇掌握一些学习和研究预测控制的基础工具和算法。漫谈篇适合于对预测控制进行较长时间学习和研究的读者，从中可以探索鲁棒预测控制的发展规律，对鲁棒预测控制还没有解决的问题产生研究兴趣等。
作者简介
丁宝苍，男，2000年5月毕业于石油大学（北京），获得硕士学位，2003年6月毕业于上海交通大学，获得博士学位。于2005年9月赴加拿大阿尔伯塔大学做博士后1年，2006年11月赴新加坡南洋理工大学做博士后9个月。目前任职于西安交通大学，任教授／博导。主要从事先进控制理论与工程应用、预测控制等研究工作，率先开展含有界噪声的多胞描述系统的输出反馈预测控制的稳定性设计，并给出系列解决方案。曾担任多个国际SCI、EI期刊的首席客座编辑、客座编辑和协助编辑，是几乎所有控制理论类国际、国内期刊的评审人。发表论文160余篇，其中SCI收录50余篇，含通讯作者的Automatica、IEEE Trans，Automatic Control和IEEE Trans.Fuzzy Systems论文共计17篇，出版《Modern Predictive Gontrol》等专著3部，主持各类横向、纵向科研项目20余项，获国家发明专利4项，入选2008年教育部新世纪优秀人才支持计划。长期讲授《泛函分析》和《先进控制理论》等课程。
目录
序
前言
基础篇
第1章系统、模型与预测控制
1.1系统
1.2数学模型
1.3状态空间模型与输入输出模型
1.3.1状态空间模型
1.3.2传递函数模型
1.3.3脉冲响应与卷积模型
1.4连续时间系统的离散化
1.4.1状态空间模型
1.4.2脉冲传递函数模型
1.4.3脉冲响应与卷积模型
1.5预测控制及其基本特征
1.5.1轨迹和发展历史
1.5.2基本特征
1.5.3工业预测控制的“三大原理”
1.6三种典型的预测控制优化问题
1.6.1无穷时域
1.6.2有限时域：经典预测控制
1.6.3有限时域：综合型预测控制
1.7有限时域控制：采用“三大原理”的例子
1.8无穷时域控制：双模次优控制的例子
1.8.1三个相关控制问题
1.8.2次优解
1.8.3可行性与稳定性分析
1.8.4数值例子
1.9从经典预测控制到综合型预测控制
第2章基于非参数化模型的预测控制
2.1模型算法控制原理
2.1.1脉冲响应模型
2.1.2模型预测与反馈校正
2.1.3优化控制：单入单出情形
2.1.4优化控制：多变量情形
2.2模型算法控制中约束的处理
2.3动态矩阵控制原理
2.3.1单入单出情形
2.3.2单入单出情形：另一种推导方式
2.4预测控制的递阶实施方式
第3章广义预测控制
3.1算法原理
3.1.1预测模型
3.1.2丢番图方程的解法
3.1.3滚动优化
3.1.4在线辨识与校正
3.2一些基本性质
3.3与模型系数无关的稳定性结论
3.3.1广义预测控制向线性二次型问题的转化
3.3.2稳定性证明的工具：Kleinman控制器
3.3.3与Kleinman控制器形似的广义预测控制律
3.3.4基于Kleinman控制器的广义预测控制的稳定性
3.3.5与Ackermann关于deadbeat控制的公式的等价性
3.4加入终端等式约束的广义预测控制
3.5多变量系统和约束系统情形
3.5.1多变量广义预测控制
3.5.2约束的处理
第4章两步法预测控制
4.1两步法广义预测控制
4.1.1无约束情形
4.1.2有输入饱和约束情形
4.2两步法广义预测控制的稳定性
4.2.1基于Popov定理的结论
4.2.2寻找控制器参数的两个算法
4.2.3实际非线性界的确定方法
4.3两步法广义预测控制的吸引域
4.3.1控制器的状态空间描述
4.3.2吸引域相关稳定性
4.3.3吸引域的计算方法
4.3.4数值例子
4.4两步法状态反馈预测控制
4.5两步法状态反馈预测控制的稳定性
4.6基于半全局稳定性的两步法状态反馈预测控制的吸引域设计
4.6.1系统矩阵无单位圆外特征值的情形
4.6.2系统矩阵有单位圆外特征值的情形
4.6.3数值例子
4.7两步法输出反馈预测控制
4.8两步法输出反馈预测控制的稳定性
4.9两步法输出反馈预测控制：中间变量可得到情形
第5章预测控制综合方法概略
5.1一般思路：离散时间系统情形
5.1.1改造的优化问题
5.1.2“三要素”和统一的稳定性证明思路
5.1.3稳定性证明的直接法
5.1.4稳定性证明的单调性法
5.1.5反最优性
5.2一般思路：连续时间系统情形
5.3稳定性要素的实现
5.3.1采用终端零约束
5.3.2采用终端代价函数
5.3.3采用终端约束集
5.3.4采用终端代价函数和终端约束集
5.4一般思路：不确定系统情形
5.4.1开环min—max单值优化预测控制
5.4.2闭环min—max优化鲁棒预测控制
第6章状态反馈预测控制综合
6.1多胞描述系统和线性矩阵不等式
6.2基于worst—case性能指标的在线方法：零时域
6.2.1性能指标的处理和无约束预测控制
6.2.2约束的处理
6.3基于worst—case性能指标的离线方法：零时域
6.4基于worst—case性能指标的离线方法：变时域
6.5基于标称性能指标的离线方法
6.5.1零时域
6.5.2启发式变时域
第7章有限切换时域的预测控制综合
7.1标称系统的标准方法
7.2用预测控制方法求无穷时域约束线性二次型控制的最优解
7.3标称系统的在线方法
7.4用预测控制方法求无穷时域约束线性时变二次型控制的准最优解
7.4.1整体思路
7.4.2min—max约束线性二次型控制的求解
7.4.3有限时域无终端加权情形（问题7.8的求解）
7.4.4有限时域有终端加权情形（问题7.9的求解）
7.4.5准最优性、算法与稳定性
7.4.6数值例子
7.4.7与6.2节方法的比较
7.5多胞描述系统的在线方法
7.5.1部分反馈方法
7.5.2参数依赖开环方法
第8章预测控制综合的开环优化与闭环优化
8.1一种简单的部分闭环优化预测控制
8.1.1切换时域为0的在线和离线方法
8.1.2切换时域非0的一个有效算法
8.2三模预测控制
8.3混合型预测控制
8.3.1算法
8.3.2联合优势
8.3.3数值例子
8.4开环优化预测控制及其特点
8.4.1单值开环优化预测控制
8.4.2参数依赖开环优化预测控制
8.5切换时域为1的预测控制
漫谈篇
第9章一种基于开环优化的预测控制
第10章基于多胞描述模型成为热点
第11章不变集陷阱
第12章时域N为0或者为1
第13章变体反馈预测控制
第14章关于最优性
第15章最大化可应用模型范围
第16章状态不可测时的开环优化预测控制
第17章输出反馈不能来源于简单地推广状态可测时的结果
第18章动态输出反馈和二次有界性方法
第19章采用范数定界技术处理有界噪声
第20章状态估计误差的滚动更新
第21章结束语
参考文献
序言
序预测控制是２０世纪７０年代产生于工业过程控制领域的一类新型计算机控制算法。近３０年来，预测控制理论和实践的发展都取得了丰硕的成果，不仅成为最有代表性的先进控制算法受到工业界的青睐，而且形成了具有滚动优化特色的不确定性系统稳定和鲁棒设计的理论体系。纵观预测控制的发展历程，大致经历了这样三个高潮阶段：一是２０世纪７０年代以阶跃响应、脉冲响应为模型的工业预测控制算法，其典型算法如动态矩阵控制等，这些算法在模型选择和控制思路方面十分适合工业应用的要求，因此从一开始就成为工业预测控制软件的主体算法并得到广泛应用，但理论分析的困难使它们在应用中必须融入对实际过程的了解和调试的经验；二是２０世纪８０年代由自适应控制发展而来的广义预测控制等自适应预测控制算法，相对于工业预测控制算法而言，这类算法的模型和控制思路都更为控制界所熟悉，因此更适合于理论分析，由此推动了预测控制的定量分析取得了一些新进展，然而，对于多变量、有约束、非线性等情况，解析上的困难成为定量分析中不可逾越的障碍，从而束缚了这一方向研究的深入发展；三是２０世纪９０年代以来发展起来的预测控制定性综合理论，在这一阶段，人们因为定量分析所遇到的困难而转变了研究的思路，不再束缚于研究已有算法的稳定性，而在研究如何保证稳定性的同时发展新的算法，这些研究可以针对最一般的对象，由于充分借鉴了最优控制、Ｌｙａｐｕｎｏｖ分析、不变集等成熟理论和方法，使预测控制的理论研究出现了新的飞跃，取得了丰硕的研究成果，成为当前预测控制研究的主流，但这些成果与实际工业应用仍存在着很大的距离。
预测控制经过上述几个阶段的发展，已成为一个多元化的学科分支，包含了具有不同目的和不同特色的诸多发展轨迹。从全局的角度对这些发展进行辨证的反思和总结，将有助于研究者在这一领域中准确定位、把握方向。我很高兴地看到，《预测控制的理论与方法》一书，正在尝试做出这方面的努力。该书作者丁宝苍博士早期曾参加过预测控制的工业应用项目，２０００年至２００３年在上海交通大学攻读博士学位期间，首先研究了广义预测控制系统的稳定性，然后以两步法预测控制的分析和设计为主完成了博士论文，而后又转向研究预测控制定性综合理论，特别是鲁棒预测控制的综合方法。尽管博士毕业后多次改变工作环境，但他始终坚持这一方向的研究，并且取得了丰硕的成果。因此，由他撰写的这本专著，必定能反映出他在涉足预测控制不同分支时对问题的深刻理解和丰富经验。事实上，从该书的内容和写作风格上我们很容易看到这一点。该书不仅介绍了预测控制不同发展轨迹的丰富知识，可以作为很好的入门书，而且特别注重阐明基本的思路和不同研究领域间的相互关系，包括在每一章中以注释和章末提示和理解给出的、只有经过深入研究和思考才能体会到的要点和细节。我想，这也许是该书不同于其他预测控制书籍的最大特色，这对于预测控制的研究者无疑是大有启发的。
?Ⅳ 预测控制的理论与方法 第２版预测控制包含了从原理、算法到理论、策略的极其丰富的内容。研究预测控制，不仅仅是学会一两种算法或了解若干分析推导过程，而需要有广阔的视野和知识，在此基础上才能领悟到算法和理论中的真谛。希望该书的出版能为读者提供这样一个平台，使读者准确认识工业预测控制、自适应预测控制和现代预测控制定性综合方法的特点和思路，加深领悟和研究能力，为推动我国预测控制的研究和应用做出贡献。
席裕庚上海交通大学
文摘
版权页：
插图：
《预测控制的理论与方法(第2版)》编辑推荐：对初步接触预测控制的读者，可通过学习基础篇掌握一些学习和研究预测控制的基础工具和算法。漫谈篇适合于对预测控制进行较长时间学习和研究的读者，从中可以探索鲁棒预测控制的发展规律，对鲁棒预测控制还没有解决的问题产生研究兴趣等。
作者简介
丁宝苍，男，2000年5月毕业于石油大学（北京），获得硕士学位，2003年6月毕业于上海交通大学，获得博士学位。于2005年9月赴加拿大阿尔伯塔大学做博士后1年，2006年11月赴新加坡南洋理工大学做博士后9个月。目前任职于西安交通大学，任教授／博导。主要从事先进控制理论与工程应用、预测控制等研究工作，率先开展含有界噪声的多胞描述系统的输出反馈预测控制的稳定性设计，并给出系列解决方案。曾担任多个国际SCI、EI期刊的首席客座编辑、客座编辑和协助编辑，是几乎所有控制理论类国际、国内期刊的评审人。发表论文160余篇，其中SCI收录50余篇，含通讯作者的Automatica、IEEE Trans，Automatic Control和IEEE Trans.Fuzzy Systems论文共计17篇，出版《Modern Predictive Gontrol》等专著3部，主持各类横向、纵向科研项目20余项，获国家发明专利4项，入选2008年教育部新世纪优秀人才支持计划。长期讲授《泛函分析》和《先进控制理论》等课程。
目录
序
前言
基础篇
第1章系统、模型与预测控制
1.1系统
1.2数学模型
1.3状态空间模型与输入输出模型
1.3.1状态空间模型
1.3.2传递函数模型
1.3.3脉冲响应与卷积模型
1.4连续时间系统的离散化
1.4.1状态空间模型
1.4.2脉冲传递函数模型
1.4.3脉冲响应与卷积模型
1.5预测控制及其基本特征
1.5.1轨迹和发展历史
1.5.2基本特征
1.5.3工业预测控制的“三大原理”
1.6三种典型的预测控制优化问题
1.6.1无穷时域
1.6.2有限时域：经典预测控制
1.6.3有限时域：综合型预测控制
1.7有限时域控制：采用“三大原理”的例子
1.8无穷时域控制：双模次优控制的例子
1.8.1三个相关控制问题
1.8.2次优解
1.8.3可行性与稳定性分析
1.8.4数值例子
1.9从经典预测控制到综合型预测控制
第2章基于非参数化模型的预测控制
2.1模型算法控制原理
2.1.1脉冲响应模型
2.1.2模型预测与反馈校正
2.1.3优化控制：单入单出情形
2.1.4优化控制：多变量情形
2.2模型算法控制中约束的处理
2.3动态矩阵控制原理
2.3.1单入单出情形
2.3.2单入单出情形：另一种推导方式
2.4预测控制的递阶实施方式
第3章广义预测控制
3.1算法原理
3.1.1预测模型
3.1.2丢番图方程的解法
3.1.3滚动优化
3.1.4在线辨识与校正
3.2一些基本性质
3.3与模型系数无关的稳定性结论
3.3.1广义预测控制向线性二次型问题的转化
3.3.2稳定性证明的工具：Kleinman控制器
3.3.3与Kleinman控制器形似的广义预测控制律
3.3.4基于Kleinman控制器的广义预测控制的稳定性
3.3.5与Ackermann关于deadbeat控制的公式的等价性
3.4加入终端等式约束的广义预测控制
3.5多变量系统和约束系统情形
3.5.1多变量广义预测控制
3.5.2约束的处理
第4章两步法预测控制
4.1两步法广义预测控制
4.1.1无约束情形
4.1.2有输入饱和约束情形
4.2两步法广义预测控制的稳定性
4.2.1基于Popov定理的结论
4.2.2寻找控制器参数的两个算法
4.2.3实际非线性界的确定方法
4.3两步法广义预测控制的吸引域
4.3.1控制器的状态空间描述
4.3.2吸引域相关稳定性
4.3.3吸引域的计算方法
4.3.4数值例子
4.4两步法状态反馈预测控制
4.5两步法状态反馈预测控制的稳定性
4.6基于半全局稳定性的两步法状态反馈预测控制的吸引域设计
4.6.1系统矩阵无单位圆外特征值的情形
4.6.2系统矩阵有单位圆外特征值的情形
4.6.3数值例子
4.7两步法输出反馈预测控制
4.8两步法输出反馈预测控制的稳定性
4.9两步法输出反馈预测控制：中间变量可得到情形
第5章预测控制综合方法概略
5.1一般思路：离散时间系统情形
5.1.1改造的优化问题
5.1.2“三要素”和统一的稳定性证明思路
5.1.3稳定性证明的直接法
5.1.4稳定性证明的单调性法
5.1.5反最优性
5.2一般思路：连续时间系统情形
5.3稳定性要素的实现
5.3.1采用终端零约束
5.3.2采用终端代价函数
5.3.3采用终端约束集
5.3.4采用终端代价函数和终端约束集
5.4一般思路：不确定系统情形
5.4.1开环min—max单值优化预测控制
5.4.2闭环min—max优化鲁棒预测控制
第6章状态反馈预测控制综合
6.1多胞描述系统和线性矩阵不等式
6.2基于worst—case性能指标的在线方法：零时域
6.2.1性能指标的处理和无约束预测控制
6.2.2约束的处理
6.3基于worst—case性能指标的离线方法：零时域
6.4基于worst—case性能指标的离线方法：变时域
6.5基于标称性能指标的离线方法
6.5.1零时域
6.5.2启发式变时域
第7章有限切换时域的预测控制综合
7.1标称系统的标准方法
7.2用预测控制方法求无穷时域约束线性二次型控制的最优解
7.3标称系统的在线方法
7.4用预测控制方法求无穷时域约束线性时变二次型控制的准最优解
7.4.1整体思路
7.4.2min—max约束线性二次型控制的求解
7.4.3有限时域无终端加权情形（问题7.8的求解）
7.4.4有限时域有终端加权情形（问题7.9的求解）
7.4.5准最优性、算法与稳定性
7.4.6数值例子
7.4.7与6.2节方法的比较
7.5多胞描述系统的在线方法
7.5.1部分反馈方法
7.5.2参数依赖开环方法
第8章预测控制综合的开环优化与闭环优化
8.1一种简单的部分闭环优化预测控制
8.1.1切换时域为0的在线和离线方法
8.1.2切换时域非0的一个有效算法
8.2三模预测控制
8.3混合型预测控制
8.3.1算法
8.3.2联合优势
8.3.3数值例子
8.4开环优化预测控制及其特点
8.4.1单值开环优化预测控制
8.4.2参数依赖开环优化预测控制
8.5切换时域为1的预测控制
漫谈篇
第9章一种基于开环优化的预测控制
第10章基于多胞描述模型成为热点
第11章不变集陷阱
第12章时域N为0或者为1
第13章变体反馈预测控制
第14章关于最优性
第15章最大化可应用模型范围
第16章状态不可测时的开环优化预测控制
第17章输出反馈不能来源于简单地推广状态可测时的结果
第18章动态输出反馈和二次有界性方法
第19章采用范数定界技术处理有界噪声
第20章状态估计误差的滚动更新
第21章结束语
参考文献
序言
序预测控制是２０世纪７０年代产生于工业过程控制领域的一类新型计算机控制算法。近３０年来，预测控制理论和实践的发展都取得了丰硕的成果，不仅成为最有代表性的先进控制算法受到工业界的青睐，而且形成了具有滚动优化特色的不确定性系统稳定和鲁棒设计的理论体系。纵观预测控制的发展历程，大致经历了这样三个高潮阶段：一是２０世纪７０年代以阶跃响应、脉冲响应为模型的工业预测控制算法，其典型算法如动态矩阵控制等，这些算法在模型选择和控制思路方面十分适合工业应用的要求，因此从一开始就成为工业预测控制软件的主体算法并得到广泛应用，但理论分析的困难使它们在应用中必须融入对实际过程的了解和调试的经验；二是２０世纪８０年代由自适应控制发展而来的广义预测控制等自适应预测控制算法，相对于工业预测控制算法而言，这类算法的模型和控制思路都更为控制界所熟悉，因此更适合于理论分析，由此推动了预测控制的定量分析取得了一些新进展，然而，对于多变量、有约束、非线性等情况，解析上的困难成为定量分析中不可逾越的障碍，从而束缚了这一方向研究的深入发展；三是２０世纪９０年代以来发展起来的预测控制定性综合理论，在这一阶段，人们因为定量分析所遇到的困难而转变了研究的思路，不再束缚于研究已有算法的稳定性，而在研究如何保证稳定性的同时发展新的算法，这些研究可以针对最一般的对象，由于充分借鉴了最优控制、Ｌｙａｐｕｎｏｖ分析、不变集等成熟理论和方法，使预测控制的理论研究出现了新的飞跃，取得了丰硕的研究成果，成为当前预测控制研究的主流，但这些成果与实际工业应用仍存在着很大的距离。
预测控制经过上述几个阶段的发展，已成为一个多元化的学科分支，包含了具有不同目的和不同特色的诸多发展轨迹。从全局的角度对这些发展进行辨证的反思和总结，将有助于研究者在这一领域中准确定位、把握方向。我很高兴地看到，《预测控制的理论与方法》一书，正在尝试做出这方面的努力。该书作者丁宝苍博士早期曾参加过预测控制的工业应用项目，２０００年至２００３年在上海交通大学攻读博士学位期间，首先研究了广义预测控制系统的稳定性，然后以两步法预测控制的分析和设计为主完成了博士论文，而后又转向研究预测控制定性综合理论，特别是鲁棒预测控制的综合方法。尽管博士毕业后多次改变工作环境，但他始终坚持这一方向的研究，并且取得了丰硕的成果。因此，由他撰写的这本专著，必定能反映出他在涉足预测控制不同分支时对问题的深刻理解和丰富经验。事实上，从该书的内容和写作风格上我们很容易看到这一点。该书不仅介绍了预测控制不同发展轨迹的丰富知识，可以作为很好的入门书，而且特别注重阐明基本的思路和不同研究领域间的相互关系，包括在每一章中以注释和章末提示和理解给出的、只有经过深入研究和思考才能体会到的要点和细节。我想，这也许是该书不同于其他预测控制书籍的最大特色，这对于预测控制的研究者无疑是大有启发的。
?Ⅳ 预测控制的理论与方法 第２版预测控制包含了从原理、算法到理论、策略的极其丰富的内容。研究预测控制，不仅仅是学会一两种算法或了解若干分析推导过程，而需要有广阔的视野和知识，在此基础上才能领悟到算法和理论中的真谛。希望该书的出版能为读者提供这样一个平台，使读者准确认识工业预测控制、自适应预测控制和现代预测控制定性综合方法的特点和思路，加深领悟和研究能力，为推动我国预测控制的研究和应用做出贡献。
席裕庚上海交通大学
文摘
版权页：
插图：
| ISBN | 9787111560029 |
|---|---|
| 出版社 | 机械工业出版社 |
| 作者 | 丁宝苍 |
| 尺寸 | 16 |