最優控製在航天器中的應用 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　*優控製理論已經成為航空航天工程中的一個重要領域，是高等院校自動化專業的學生及工程師必須掌握的一門理論。
　　《*優控製在航天器中的應用》介紹如何從變分計算的基本理論開始，一步步得到必要條件的過程。同時，介紹*優控製中的基本計算方法。
　　《*優控製在航天器中的應用》的優點是可讀性強，隻需要讀者具備和瞭解相關的工程背景、數學基礎知識——微積分、微分方程、數值解等，不需要提前知道變分是如何計算的、必要條件的意義及歐拉-拉格朗日定理、魏爾斯特拉斯條件和龐特裏亞金*小值原理等相關理論。
　　《*優控製在航天器中的應用》的目的是嚮讀者提供充分的知識框架，使得讀者不僅能夠閱讀相關文獻、學習更深層次的教科書（如貝葉斯*優控製），而且能夠應用相關理論來尋找實際問題中的優解。《*優控製在航天器中的應用》內容翔實、層次分明、特色突齣，在內容安排上，除給齣必要的定理證明框架，還列舉大量的應用實例加深對定理的理解。

內頁插圖

目錄

第1章 參數優化
1．1 引言
1．2 帶約束的參數優化
1．2．1 拉格朗日乘子
1．2．2 參數優化：霍曼轉移
1．2．3 霍曼轉移的推廣
1．2．4 雙拋物綫轉移
習題

第2章 最優控製理論
2．1 衛星的最優人軌問題
2．2 問題的一般性描述
2．3 Bolza型、Lgrange型、Mayer型性能指標問題
2．3．1 Lagrange型性能指標到Mayer型性能指標的轉換
2．3．2 Mayer型問題到Lagrange型問題的轉化
2．4 考慮容許函數的實例
2．5 小結
習題

第3章 歐拉-拉格朗日定理
3．1 變分
3．2 歐拉-拉格朗日方程和最速下降問題
3．3 歐拉-拉格朗日定理
3．3．1 歐拉-拉格朗日定理的證明
3．3．2 歐拉-拉格朗日定理小結
3．3．3 橫截條件的變換形式
3．4 小結
習題

第4章 歐拉-拉格朗日定理的應用
4．1 引言
4．2 兩點邊值問題
4．3 終端約束的兩種處理方法
4．4 橫截條件
4．4．1 情形1：終端時刻固定
4．4．2 情形2：終端狀態固定
4．4．3 情形3：終端端點固定
4．5 提供必要邊界條件的一般情形
4．5．1 伴隨方法
4．5．2 非伴隨方法
4．6 例子
4．7 優化問題的“教科書”
4．8 常哈密頓函數
4．9 小結
習題

第5章 魏爾斯特拉斯條件
5．1 引言
5．2 魏爾斯特拉斯必要條件的闡述
5．3 魏爾斯特拉斯必要條件的證明
5．4 小結
習題

第6章 最小值原理
6．1 最小值原理的闡述
6．1．1 問題描述
6．1．2 龐特裏亞金最小值原理
6．1．3 例子
6．2 Legendre-Clebsch必要條件
6．3 充分必要條件的注釋
6．4 強極值和弱極值
6．5 非最小弱極值的例子
6．6 二階充分必要條件
6．7 小結
習題

第7章 最優控製的應用
7．1 飛行器性能優化
7．2 火箭射程最大化
7．2．1 廠為常數時運動方程的積分
7．2．2 最優軌跡
7．2．3 最大射程方程
7．3 時間最優衛星人軌
7．3．1 運動方程的積分形式
7．3．2 兩點邊值問題
7．3．3 考慮大氣阻力的平坦地球起飛問題
7．4 小結
習題

第8章 魏爾斯特拉斯-艾德曼拐角條件
8．1 魏爾斯特拉斯-艾德曼拐角條件闡述
8．2 魏爾斯特拉斯-艾德曼拐角條件的證明
8．3 小結

第9章 邊界控製問題
9．1 帶約束的最優控製問題
9．2 有界控製問題的例子
9．3 奇異弧
9．4 小結
習題

第10章 最優火箭軌跡的一般理論
10．1 引言
10．2 運動方程
10．3 大推力和小推力發動機
10．4 火箭發動機的代價函數
10．5 一階必要條件
10．5．1 常衝量比最優軌跡
10．5．2 最優脈衝軌跡
10．5．3 變比衝最優軌跡
10．6 均勻重力場下的最優軌跡
10．7 小結
習題

附錄A 時間最優月球爬升
A．1 基於MATLAB的兩點邊值求解器
A．2 求解方法
A．3 MATLAB代碼
附錄B “泰坦”二號火箭發射的時間最優
B．1 兩點邊值問題的標量化
B．2 求解方法
B．3 結論
B．4 MATLAB代碼
附錄C 最優小推力軌道間轉移問題
C．1 優化問題
C．2 標量化的運動方程
C．3 歐拉-拉格朗日定理的應用
C．4 邊界條件和兩點邊值問題
C．5 結論
C．6 MATLAB代碼

參考文獻

前言/序言

　　最優控製理論已經成為航空航天工程中的一個重要領域，是高等院校自動化專業的學生及工程師必須掌握的一門理論。本書介紹如何從變分計算的基本理論開始，一步步得到必要條件的過程。同時，介紹最優控製中的基本計算方法。本書的最大優點是可讀性強，隻需要讀者具備和瞭解相關的工程背景、數學基礎知識——微積分、微分方程、數值解等，不需要提前知道變分是如何計算的、必要條件的意義及歐拉一拉格朗日定理、魏爾斯特拉斯條件和龐特裏亞金最小值原理等相關理論。本書的目的是嚮讀者提供充分的知識框架，使得讀者不僅能夠閱讀相關文獻、學習更深層次的教科書（如貝葉斯最優控製），而且能夠應用相關理論來尋找實際問題中的最優解。
　　本書內容翔實、層次分明、特色突齣，在內容安排上，除給齣必要的定理證明框架，還列舉大量的應用實例加深對定理的理解。例如，在介紹歐拉一拉格朗日定理時，給齣伴隨法和非伴隨法：前者通過額外的拉格朗日算子將終端約束加入代價函數中，最終構成一個代數形式的橫截條件；後者則相反，構成瞭一個微分形式的橫截條件。同時，給齣這兩種方法在航空問題中的應用。此外，作者將時間最優衛星起飛進入軌道作為貫穿整本書的一個重要實例。同時，為讀者提供瞭與之相關的參考文獻及參考書籍，以促進讀者做進一步的研究，具有較強的理論基礎和應用指導價值。
　　全書共分為10章：第1章參數優化；第2章最優控製理論；第3章歐拉一拉格朗日定理；第4章歐拉一拉格朗日定理的應用：第5章魏爾斯特拉斯條件：第6章最小值原理；第7章最優控製的應用；第8章魏爾斯特拉斯一艾德曼拐角條件：第9章邊界控製問題；第10章最優火箭軌跡的一般理論。
　　本書的齣版得到瞭裝備科技譯著齣版基金、海軍航空工程學院“2110”工程的資助，在此錶示衷心感謝！
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