本书从工程套用角度出发，系统地介绍了最最佳化理论、方法、

设计及控制，目的是使读者能正确运用最最佳化技术去解决实际工

程中的具体问题。本书共分12章，在叙述最最佳化理论基础上，有

针对性地阐明了主要最最佳化方法的思路和算法以及有选择性地介

绍了包括机电、土木、化工、管理等学科领域的最佳化设计和最优

控制的套用示例，给出了系统的建模、参数选择、仿真和实时控

制结果。本书配有例题和习题，注意物理概念，强调实用性。

本书读者以工程技术人员为主，亦可作为科研人员及大专院

校教师、研究生和学生的参考用书。

目 录
《电气自动化新技术丛书》序言
前言
第1章 绪论
1.1概述
1.2最最佳化的基本问题
1.2.1数学模型的建立
1.2.2最最佳化问题的分类
1.3最最佳化问题的求解方法
1.4最优控制问题
1.4.1最优控制问题的性能指标
1.4.2最优控制问题的提法
1.4.3最优控制问题的分类
习题
第2章 函式的极值
2.1极值与极值点
2.2函式的极值
2.2.1一元函式的极值
2.2.2二元函式的极值
2.2.3多元函式的极值
2.3具有等式约束条件函式的极值
2.4函式的凸性与充分性
习题
第3章 变分法
3.1变分法的基本概念
3.1.1泛函的概念
3.1.2泛函的变分
3.1.3泛函的极值
3.1.4变分学的基本引理
3.2无约束条件的最最佳化问题
3.2.1端点固定的情况
3.2.2端点变动的情况
3.3具有等式约束条件的最最佳化问题
3.3.1微分约束――待定函式法
3.3.2积分约束――等边周问题
3.3.3端点等式约束
3.3.4内点等式约束
3.3.5等式约束下泛函极值的充分条件
3.4套用变分法求解最优控制问题
3.4.1变分法中的三类基本问题
3.4.2变分法套用示例
习题
第4章 最小值原理
4.1连续系统的最小值原理
4.1.1概述
4.1.2最小值原理的证明
4.2最小值原理的几种具体形式
4.2.1时不变情况
4.2.2时变情况
4.2.3末值型性能指标情况
4.2.4积分型性能指标情况
4.3末态约束的最小值原理
4.3.1末态约束问题
4.3.2有积分限制的问题
4.4离散系统的最小值原理
4.4.1离散最优控制问题的提法
4.4.2离散欧拉方程
4.4.3离散系统的最小值原理
4.4.4连续和离散最小值原理的比较
4.5连续系统的离散化处理
习题
第5章 最短时间和最少燃料的最优控制
5.1砰－砰控制原理
5.2非线性系统的时间、燃料最优控制
5.2.1非线性系统的最短时间控制问题
5.2.2非线性系统的最少燃料控制问题
5.3线性时不变系统的时间、燃料最优控制
5.3.1线性时不变系统的最短时间控制问题
5.3.2线性时不变系统的最少燃料控制问题
5.4双积分模型的时间、燃料最优控制
5.4.1双积分模型的最短时间控制问题
5.4.2双积分模型的最少燃料控制问题
5.5时间－燃料综合最优控制
习题
第6章 动态规划
6.1多级决策过程及最优性原理
6.1.1多级决策过程
6.1.2最优性原理
6.2离散控制系统的动态规划
6.2.1动态规划递推方程
6.2.2离散系统的线性调节器问题
6.3连续控制系统的动态规划
6.4动态规划与变分法、最小值原理的关係
6.4.1动态规划与变分法
6.4.2动态规划与最小值原理
习题
第7章 线性二次型的最优控制
7.1线性二次型问题
7.2状态调节器
7.2.1有限时间状态调节器问题
7.2.2无限时间状态调节器问题
7.2.3状态调节器的稳定性和相位裕度
7.3输出调节器
7.3.1有限时间输出调节器问题
7.3.2无限时间输出调节器问题
7.4跟蹤器
7.4.1线性时变系统的跟蹤问题
7.4.2线性定常系统的跟蹤问题
习题
第8章 单变数函式的最最佳化方法
8.1区间消去法的基本概念
8.2菲波纳奇法
8.2.1菲波纳奇数列
8.2.2计算试探点的公式
8.2.3菲波纳奇法计算步骤及程式框图
8.3黄金分割法（0.618法）
8.3.1黄金分割法（0.618法）简介
8.3.20.618法与菲波纳奇法的关係
8.3.30618法计算步骤及程式框图
8.3.40.618法程式示例
8.4函式逼近法（插值法）
8.4.1抛物线插值法（二次插值法）
8.4.2三次插值法
习题
第9章 无约束多变数函式的最最佳化方法
9.1变数轮换法
9.1.1变数轮换法的计算方法
9.1.2变数轮换法的计算步骤及程式框图
9.1.3变数轮换法的存在问题
9.2单纯形法
9.2.1单纯形的转换
9.2.2单纯形法的计算步骤及程式框图
9.2.3单纯形法程式示例
9.3最速下降法
9.3.1梯度和梯度方向
9.3.2最速下降法的计算公式
9.3.3最速下降法的计算步骤及程式框图
9.4牛顿法
9.4.1牛顿法的叠代计算公式
9.4.2牛顿法的计算步骤及程式框图
9.4.3拟牛顿法
9.5共轭梯度法
9.5.1共轭方向
9.5.2共轭梯度法的计算步骤及程式框图
9.5.3共轭梯度法程式示例
习题
第10章 有约束多变数函式的最最佳化方法
10.1拉格朗日乘子法
10.1.1等式约束时极值存在的必要条件
10.1.2拉格朗日乘子法
10.1.3拉格朗日乘子法程式示例
10.2惩罚函式法
10.2.1惩罚函式法的基本概念
10.2.2外罚函式法和内罚函式法（外点法和内点法）
10.2.3混合惩罚函式法
10.3可行方向法
10.3.1可行方向法的基本概念
10.3.2线性约束情况的可行方向法
10.3.3非线性约束情况的可行方向法
10.4梯度投影法
10.4.1投影和投影矩阵
10.4.2梯度投影法
习题
第11章 控制系统的最佳化设计
11.1最佳化设计概述
11.1.1最佳化设计的一般过程
11.1.2最佳化设计的基本原则
11.1.3最佳化方法的选择
11.1.4最佳化设计的特点
11.2钢筋混凝土与桿繫结构的最佳化设计
11.2.1钢筋混凝土矩形截面梁的最佳化设计
11.2.2钢筋混凝土框架截面的最佳化设计
11.3直流电动机跟蹤系统补偿校正的最佳化设计
11.3.1系统的数学模型及目标函式的确定
11.3.2最佳化设计及初始值的选择
11.3.3仿真结果分析及程式示例
11.4控制系统PID调节器参数的最佳化设计
11.4.1控制系统的数学模型及目标函式的确定
11.4.2控制系统PID调节器参数最最佳化方法
11.4.3最佳化设计的程式示例
11.5飞航式飞弹总体主要参数的最佳化设计
11.5.1飞弹主要参数最佳化设计的数学模型
11.5.2综合目标函式
11.5.3最佳化设计示例
11.6行星齿轮传动装置的最佳化设计
11.6.1数学模型及目标函式的确定
11.6.2最最佳化方法及计算程式框图
第12章 最优控制系统
12.1多台电机协调运转的最优控制
12.1.1误差变数法的基本原理
12.1.2系统的数学模型及闭环系统结构图
12.1.3系统的仿真试验及结果分析
12.2玻璃窑炉燃烧过程自寻最优控制
12.2.1步进式搜寻自寻优控制原理
12.2.2玻璃窑炉燃烧过程自寻最优控制方案
12.2.3步进式搜寻自寻最优点控制算法
12.2.4实测曲线及套用效果
12.3丙烷脱沥青过程的最优控制
12.3.1丙烷脱沥青过程的数学模型
12.3.2丙烷脱沥青过程的操作最佳化
12.4电阻炉温度的最优控制
12.4.1电阻炉的数学模型
12.4.2最优控制规律
12.4.3实验曲线及结果分析
12.5自动焊接装置的最优控制
12.5.1最优控制器的数学模型
12.5.2具有预先给定极点的系统设计
12.5.3系统最优设计参数的选择
12.5.4试验曲线及结果
126城市道路交叉口交通的最优控制
12.6.1道路交通流的最优预测模型
12.6.2交叉口交通的感应最优控制
12.6.3仿真试验及结果
参考文献