《面向控制的系統辨識導論》【叢書名】新編《信息、控制與系統》系列教材
【出版社】清華大學出版社
【書號】7302090556
【出版日期】2004年10月
【開本】175×245
【頁碼】314
【版次】1-1
【所屬分類】計算機>計算機控制與仿真>控制系統教材>研究生/本科/專科教材>工學>電工電子教材>計算機教材>本科/研究生>計算機控制仿真
魯棒性是控制系統分析與綜合中的一個重要性能指標。為了實現這個性能指標，要求在建模過程中同時提供控制對象的名義模型及其與魯棒控制理論相匹配的誤差限。在系統辨識領域，該問題被稱為模型集辨識。本書結合作者對該問題十餘年研究的體會和結果，系統介紹魯棒控制建模與傳統系統辨識的異同、模型集辨識與魯棒控制的聯繫以及魯棒控制建模中的主要方法和結果。這些方法包括確定性框架下的模型集辨識與檢驗、隨機框架下的模型集辨識與檢驗以及基於閉環實驗數據的模型集辨識與檢驗等。具體內容包括基於這些方法的基本結論和其中尚需進一步研究的課題。本書同時還對這些方法所涉及的主要參考文獻作了簡要介紹。
本書內容豐富，在敘述過程中儘量兼顧結論的物理含義和理論的嚴謹性。本書可以作為控制科學與控制工程、系統科學、套用數學及其相關專業的理工科研究生和高年級本科生的教材，也可供從事該領域研究或教學的科技工作者和高等院校教師參考。
作者簡介
周彤，出生於1964年。1984年成都電訊工程學院本科畢業，獲工學學士學位。1994年日本大阪大學博士研究生畢業，獲工學博士學位。現為清華大學自動化系教授、博士研究生導師。
周彤長期從事系統辯識、控制系統分析與設計、信號處理等方面的理論和工業套用研究工作。曾負責多項由教育部人才基金、國家自然科學基金、博士後科學研究基金、荷蘭系統與控制協會、日本國文部省科研補助金等支持的科研項目。在理論研究方面，在模型集辯識與檢驗、魯棒控制、1/f信號處理等領域取得過一些有影響的理論結果。曾受邀在日本控制理論會議上以模型集辨識為題作90分鐘大會發言。
在工業套用方面，成功地實現了高溫超導磁懸浮實驗系統研製、磁懸浮無約束彈性梁魯棒控制和共振抑制、多光碟位置跟蹤系統魯棒同時控制等。在IEEETransactionsonAutomaticControl、IEEETransactionsonSignalProcessing、Automatica等國家自動控制和信號處理領域最具影響的學術期刊發表研究論文十餘篇。在模型集辨識與魯棒控制方面的系列研究成果獲2003年度教育部提名國家科學技術獎自然科學獎一等獎。
目錄
書中採用的主要符號（notation）
書中採用的主要記號（symbol）
第1章緒論
1.1系統辨識的發展
1.2經典系統辨識方法的缺陷
1.3魯棒控制建模問題的提出與發展
1.4本書的構成
1.5附註
第2章模型集辨識的數學基礎
2.1凸集、凸函式與凸最佳化
2.2信號與系統的範數
2.3哈代空間與插值理論
2.4Hankel範數函式近似
2.5隨機信號離散傅立葉變換的統計特性
2.6系統辨識中的正交基
2.7附註
第3章模型集辨識與魯棒控制的關係
3.1模型集的描述
3.2小增益定理
3.3模型集辨識
3.4附註
第4章確定性框架下的模型集辨識——頻域實驗數據情形
4.1頻域模型集辨識的問題描述
4.2先驗信息獨立型線性辨識算法
4.3先驗信息依存型線性辨識算法
4.4先驗信息獨立型非線性辨識算法
4.5基於頻域實驗數據的非偽模型構造
4.6基於Nevanlinna-Pick插值理論的辨識算法
4.7附註
第5章確定性框架下的模型集辨識——時域實驗數據情形
5.1問題描述
5.2非偽模型集的構造
5.3插值型辨識算法
5.4近似插值型辨識算法
5.5附註
第6章隨機框架下的模型集辨識——時域實驗數據情形
6.1時域信號下的模型集辨識——一般情形
6.2基於時域信號的模型集辨識——周期激勵信號情形
6.3附註
第7章隨機框架下的模型集辨識——頻域實驗數據情形
7.1有限維系統辨識
7.2無限維系統辨識
7.3附註
第8章模型集檢驗——時域實驗數據情形
8.1模型集檢驗的時域描述
8.2具有非構造性誤差的模型集檢驗
8.3誤差具有結構性信息時的模型集檢驗
8.4最小模型集辨識
8.5附註
第9章模型集檢驗——頻域實驗數據情形
9.1輸入輸出數據情形
9.2基於控制對象頻率回響估計的模型集檢驗
9.3隨機框架下的模型集檢驗
9.4一個模型集檢驗的數值仿真例
9.5附註
第10章模型集的閉環辨識與檢驗
10.1Youla-Kucera參數化定理
10.2正規互質因子的閉環辨識
10.3正規互質因子擾動模型集的閉環檢驗
10.4附註
參考文獻
【前言】
對於複雜的物理世界，人們經常希望能夠以簡單的數學模型對其主要特徵進行描述，並在此基礎上對其行為進行預測乃至控制。為了保證根據簡單數學模型設計的系統能夠達到預定目標，在其綜合過程中，要求控制器對控制對象的模型誤差具有一定的"容忍性"。這種"容忍性"在學術上一般被稱為控制系統的魯棒性。控制系統設計中對魯棒性的普適性要求意味著，在建模過程中不僅需要提供控制對象的名義模型，而且需要提供該名義模型與魯棒控制理論相匹配的誤差限。由於實際控制對象對外部激勵信號回響過程的複雜性，因此其名義模型所能反映的通常僅僅是它動態特性的"主導"..
