|
控制科学-中国学科发展战略 内容简介
《控制科学》适合高层次的战略和管理专家，相关领域的高等院校师生、研究机构的研究人员阅读，是科技工作者洞悉学科发展规律、把握前沿领域和重点方向的重要指南，也是科技管理部门重要的决策参考，同时也是社会公众了解控制科学学科发展现状及趋势的权威读本。
控制科学-中国学科发展战略 目录
目录总序i
序言vii
前言ix
摘要xi
**篇控制科学发展战略总体报告
**章绪论3
第二章控制科学的定位与学科分支8
**节控制与控制科学的定位8
第二节控制科学的新特点和新方向10
一、信息技术的进步深刻地带动控制科学的变化10
二、普适性、多样性与高新科技的推动要求综合性的研究12
三、向其他领域拓展14
**节控制科学的学科分支15
第三章历史回顾与启示18
**节历史回顾18
一、早期的控制思想19
二、经典控制理论20
三、现代控制理论22
四、控制器的演变与计算机的作用23
五、控制科学在中国26
第二节启示29第四章现状分析与探讨34
**节基本的和共性的领域-控制理论34
一、线性系统35
二、非线性控制系统36
三、分布参数系统控制38
四、鲁棒控制40
五、系统辨识、自适应控制与随机系统42
六、智能控制45
七、离散事件动态系统46
八、对控制理论发展的看法49
第二节应用领域之一——航空航天与运动体50
第三节应用领域之二——过程控制53
第四节网络与多智能（自主）体系统控制55
一、复杂网络与控制55
二、控制科学的作用57
三、多智能（自主）体系统59
第五节向其他学科渗透61
一、脑控系统61
二、生物系统62
三、量子控制63
四、经济控制论与金融控制工程64
五、软件控制64
六、其他交叉65
七、软件实现65
八、教育65
九、几个新问题66
第五章需求分析、思考与建议67
**节需求分析67
一、人类认识自然和改造自然的需求67
二、社会经济发展建设需求68
三、国家安全需求69第二节学科发展的思考70
一、信息丰富的时代特征70
二、控制要求的实际性与基于数学的控制理论的结合73
三、对控制已有做法的再认识76
第三节未来发展的几个重大需求方向80
一、感知、通信、计算、控制一体化80
二、管理、决策、控制一体化80
三、控制在认知科学、神经科学发展中的作用81
四、空天一体化——飞行器控制81
五、微观科学发展的需求82
六、大数据时代的控制83
七、网络安全83
八、电网控制84
第四节建议84
一、切实做好控制理论中关键问题的研究85
二、组织力量解决重大装备控制器设计问题85
三、加强通用平台、验证平台建设与实验设备研制85
四、加强控制算法与软件的研究86
五、重视多学科交叉研究86
六、抓住信息丰富的时代特征发展控制科学87
七、控制科学与数学的结合88
八、控制教育必须跟上时代的脚步89
说明与致谢91
参考文献93
第二篇控制理沦
第六章绪言97
**节控制理论诞生和发展的源泉97
第二节推动控制理论发展的关键98
第三节科学技术的进步对控制理论的发展有重大影响98
第四节控制理论自身发展局限与时代发展需求并存99
第七章线性系统控制理论：回顾与展望100
**节经典线性系统控制理论100
一、理论形成标志：频率法的建立100
二、频率方法在线性离散系统中的推广101
三、频率方法对其他控制领域的影响101
四、研究对象和方法102
五、局限性103
六、重要专著103
第二节现代线性系统控制理论103
一、理论形成标志：状态空间法的建立103
二、20世纪60年代状态空间法的主要成果103
三、20世纪60～70年代形成的新的研究体系与进展105
四、线性系统控制理论的几个主要课题的研究进展110
第三节展望117
一、反馈能力极限118
二、控制器降阶120
三、控制教育问题120
第八章非线性系统控制理论122
**节非线性控制理论的起源122
第二节非线性控制的几个分支：同顾与展望124
一、变结构控制121
二、几何非线性控制127
三、（微分）代数非线性控制128
四、构造非线性控制128
五、基于内模原理的谩计130
六、其他研究分支132
第三节现代非线性控制：机遇与挑战132
第九章分布参数系统控制133
**节历史与现状134
第二节可能的挑战138
一、不稳定系统的镇定和鲁棒控制139
二、有穷逼近问题141
三、传感器和控制器*优分布问题142
四、分布控制、分布量测问题143
五、随机分布参数控制问题144
六、非线性问题144
七、应用问题的驱动145
第十章离散事件动态系统146
**节历史与现状146
第二节可能的挑战156
一、逻辑和时序的性质的分析与综合156
二、活性调度和控制157
三、大规模复杂deds的优化控制158
四、基于事件的优化与分布式控制策略的优化设计159
五、deds的仿真优化160
第十一章随机系统控制理论，161
**节受控马尔可夫模型161
第二节随机微分博弈163
第三节随机混合动力系统164
第四节无穷区间的费用准则165
第五节估计、滤波与控制165
一、估计和随机逼近165
二、滤波166
三、控制167
第六节基于倒向随机微分方程的随机系统168
第七节网络环境下的随机控制理论169
第八节随机自适应控制169
第九节对未来的几点展望170
第十二章鲁棒控制：回顾与展望172
**节h范数173
第二节不确定系统描述173
第三节鲁棒稳定性174
第四节鲁棒性能178
第五节h，x控制178
第六节鲁棒控制设计181
第七节h。控制与鲁棒控制的时域方法182
第八节其他扩展182
第九节面临的挑战与机遇183
第十三章系统辨识：新的模式、挑战及机遇186
**节背景及现状186
第二节包容更广泛的不确定性189
一、系统结构的非随机不确定性189
二、缺乏数据和信息而产生的不确定性190
三、缺乏计算能力导致的不确定性190
四、结构切换导致的不确定性190
第i节基于网络和通信的辨识191
一、局部信息191
二、通信限制192
三、通信不确定性192
四、网络拓扑变化下系统辨识的可靠性192
五、网络结构的辨识192
第四节随机及非线性系统的辨识193
第五节大数据时代的系统辨识194
第六节考虑资源的有效利用，突出复杂性的研究195
一、近似理论196
二、统计196
二、信息理论196
四、计算复杂性197
第七节以目标驱动的、综合化的系统辨识197
第八节客户服务：友好且高效的工具198
第九节结论与建议198
第十四章自适应控制：过去、现在与未来200
**节基本概念与组成200第二节发展回顾与案例分析202
一、发展回顾202
二、案例分析205
三、自校正调节器208
第三节发展现状与生长点211
一、总体现状211
二、生长点213
第四节问题与展望213
一、应用问题214
二、若干未完全解决的理论问题215
三、关键科学问题217
四、与其他学科交叉218
第十五章新兴领域对控制理论的需求和挑战221
说明与致谢226
参考文献229
第三篇航空航天与运动体控制
第十六章地面武器装备的控制科学与技术，281
**节地面武器装备控制技术的发展历程与我国研究成果281
一、机动目标的识别、建模与跟踪282
二、地面武器平台的伺服控制284
三、地面武器平台的火力控制284
四、地面武器平台的指挥控制285
第二节地面武器装备控制技术发展的趋势与关键科学问题287
一、机动目标的识别、建模与跟踪287
二、地面武器平台的伺服控制287
二、地面武器平台的火力控制288
四、地面武器平台的指挥控制289
第三节地面武器装备控制技术发展的优先领域与重点方向291
一、机动目标的识别、建模与跟踪291
二、地面武器平台的伺服控制291
三、地面武器平台的火力控制292
四、多平台的协同控制与优化问题293
五、基于复杂性研究的陆战平台火力指挥与控制系统综合优化设计问题294
第十七章汽车的控制科学与技术295
**节汽车控制技术的发展历程与我国研究成果295
第二节汽车控制技术发展趋势与关键科学问题297
一、动力总成控制系统297
二、车辆主动安全控制系统301
三、新能源汽车控制304
四、工程／特种车辆控制306
第三节汽车控制发展的优先领域和重点方向308
第十八章机器人的控制科学与技术311
**节国内外先进机器人控制技术发展历程与我国研究成果311
一、工业机器人312
二、地面移动机器人313
三、医疗与康复助力机器人317
四、水下机器人319
五、生物启发的机器人系统——仿生机器人321
六、微纳操作机器人322
第二节机器人先进控制技术的发展趋势与关键科学问题323
第三节机器人先进控制发展的优先领域和重点方问324
第十九章航空飞行器的控制科学与技术326
**节航空飞行器控制技术发展历程与我国研究成果326
一、航空飞行器控制技术发展历程326
二、航空飞行器控制技术的创新能力和实力地位327
第二节航空飞行器控制的发展趋势与关键科学问题327
一、航空飞行器控制发展的规律327
二、航空飞行器控制发展的趋势328
三、航空飞行器控制发展的关键科学问题328
第三节航空飞行器控制发展的优先领域和重点方向335
第二十章空间飞行器的控制科学与技术，337
**节空间飞行器控制技术的发展历程与我国研究成果338
一、空间飞行器控制技术发展历程338
二、空间飞行器控制技术发展现状342
第二节空间飞行器控制技术的发展趋势与关键科学问题349
一、空间飞行器的跨尺度鲁棒轨道控制349
二、带有活动部件的多体航天器姿态控制350
三、充液航天器姿态控制351
四、空间飞行器交会过程的姿轨联合控制352
五、空间非合作目标捕获的路径规划及控制352
六、空间飞行器编队飞行分布式协同控制353
第三节空间飞行器控制技术发展的优先领域和重点方向353
一、高精度姿态定向控制353
二、高可靠性的姿态控制353
三、高性能的推进技术354
四、空间在轨服务354
五、深空探测航天器编队飞行控制354
六、以深空探测空间轨道交会为背景的卫星轨道控制354
第二十～章舰船和水下运动体的控制科学与技术355
**节舰船和水下运动体控制发展历程与我国研究成果355
一、舰船和水下运动体控制的发展历程355
二、舰船和水下运动体控制技术发展现状358
三、舰船和水下运动体控制带来的控制科学新特点、新问题360
第二节舰船和水下运动体控制的发展趋势与关键科学问题361
一、内部各分支的互动发展规律361
二、进一步研究的关键性问题与瓶颈问题361
三、中长期发展趋势及学科前沿的重大科学问题362
第j节舰船和水下运动体控制发展的优先领域和重点方向362
第二十二章空天飞行器的控制科学与技术，364
**节空天飞行器控制技术的发展历程与我国研究成果364
第二节空天飞行器控制技术的发展趋势与关键科学问题366
一、可靠进入空间的控制前沿问题与挑战366
二、空天飞行器的控制前沿问题与挑战367
三、空天飞行器在控制方面的关键技术368
第三节空天飞行器控制技术发展的优先领域和重点方向370
一、上升段制导370
二、升力式再入制导371
三、跳跃式再入制导371
四、气动控制372
五、复合控制373
六、对我国航天飞行控制技术发展趋势的思考374
第二十三章航空航天和运动体控制中的共性科学问题376
**节多项功能、多元信息一体化376
一、网络化环境下的控制、计算与通信一体化376
二、面向不确定性的控制、决策与管理一体化377
三、导航、制导与控制一体化377
四、事件驱动与时间驱动的混合动态系统377
第二节面向控制任务的建模378
一、高速运动体控制的建模问题378
二、菲线性随动系统的建模问题379
第三节运动体的自主控制379
一、运动体的环境与态势感知379
二、运动体的目标识别380
三、运动体的任务规划与智能决策380
第四节运动体高可靠、可重构与容错性381
一、余度容错结构381
二、故障检测与诊断方法381
三、控制重构382
四、可靠性建模与分析方法382
五、软件可靠性383第五节多运动体的协同优化383
一、异构无人平台的动态分组理论及其体系结构设计与优化384
二、拓扑连通性保持条件下的异构无人平台协同与一致性控制384
三、异构多无人平
|
