目　　录
序
前言
基　础　篇
第１章　系统、模型与预测控制３
　１１　系统３
　１２　数学模型５
　１３　状态空间模型与输入输出模型６
　　１３１　状态空间模型６
　　１３２　传递函数模型７
　　１３３　脉冲响应与卷积模型８
　１４　连续时间系统的离散化８
　　１４１　状态空间模型９
　　１４２　脉冲传递函数模型９
　　１４３　脉冲响应与卷积模型１０
　１５　预测控制及其基本特征１０
　　１５１　轨迹和发展历史１０
　　１５２　基本特征１１
　　１５３　工业预测控制的“三大原理” １３
　１６　三种典型的预测控制优化问题１４
　　１６１　无穷时域１５
　　１６２　有限时域：经典预测控制１５
　　１６３　有限时域：综合型预测控制１５
　１７　有限时域控制：采用“三大原理”的例子１６
　１８　无穷时域控制：双模次优控制的例子１８
　　１８１　三个相关控制问题１８
　　１８２　次优解１８
　　１８３　可行性与稳定性分析２０
　　１８４　数值例子２１
　１９　从经典预测控制到综合型预测控制２３
第２章　基于非参数化模型的预测控制２６
　２１　模型算法控制原理２６
　　２１１　脉冲响应模型２６
　　２１２　模型预测与反馈校正２７
　　２１３　优化控制：单入单出情形２８
　　２１４　优化控制：多变量情形３０
　２２　模型算法控制中约束的处理３２
　２３　动态矩阵控制原理３４

　　２３１　单入单出情形３５
　　２３２　单入单出情形：另一种推导方式３７
　２４　预测控制的递阶实施方式４０
第３章　广义预测控制４２
　３１　算法原理４２
　　３１１　预测模型４２
　　３１２　丢番图方程的解法４３
　　３１３　滚动优化４５
　　３１４　在线辨识与校正４７
　３２　一些基本性质４８
　３３　与模型系数无关的稳定性结论４９
　　３３１　广义预测控制向线性二次型问题的转化４９
　　３３２　稳定性证明的工具：Ｋｌｅｉｎｍａｎ控制器５０
　　３３３　与Ｋｌｅｉｎｍａｎ控制器形似的广义预测控制律５２
　　３３４　基于Ｋｌｅｉｎｍａｎ控制器的广义预测控制的稳定性５３
　　３３５　与Ａｃｋｅｒｍａｎｎ关于ｄｅａｄｂｅａｔ控制的公式的等价性５４
　３４　加入终端等式约束的广义预测控制５５
　３５　多变量系统和约束系统情形５７
　　３５１　多变量广义预测控制５７
　　３５２　约束的处理５９
第４章　两步法预测控制６１
　４１　两步法广义预测控制６１
　　４１１　无约束情形６２
　　４１２　有输入饱和约束情形６２
　４２　两步法广义预测控制的稳定性６４
　　４２１　基于Ｐｏｐｏｖ定理的结论６４
　　４２２　寻找控制器参数的两个算法６６
　　４２３　实际非线性界的确定方法６７
　４３　两步法广义预测控制的吸引域６７
　　４３１　控制器的状态空间描述６８
　　４３２　吸引域相关稳定性６８
　　４３３　吸引域的计算方法７０
　　４３４　数值例子７１
　４４　两步法状态反馈预测控制７２
　４５　两步法状态反馈预测控制的稳定性７５
　４６　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７８
　　４６１　系统矩阵无单位圆外特征值的情形７８
　　４６２　系统矩阵有单位圆外特征值的情形８０
　　４６３　数值例子８２
　４７　两步法输出反馈预测控制８４
　４８　两步法输出反馈预测控制的稳定性８５
　４９　两步法输出反馈预测控制：中间变量可得到情形８９
第５章　预测控制综合方法概略９１

　目　　录Ⅸ　　
　５１　一般思路：离散时间系统情形９１
　　５１１　改造的优化问题９１
　　５１２　“三要素”和统一的稳定性证明思路９２
　　５１３　稳定性证明的直接法９２
　　５１４　稳定性证明的单调性法９３
　　５１５　反最优性９５
　５２　一般思路：连续时间系统情形９６
　５３　稳定性要素的实现９８
　　５３１　采用终端零约束９８
　　５３２　采用终端代价函数９８
　　５３３　采用终端约束集９９
　　５３４　采用终端代价函数和终端约束集９９
　５４　一般思路：不确定系统情形１００
　　５４１　开环ｍｉｎ－ｍａｘ单值优化预测控制１０１
　　５４２　闭环ｍｉｎ－ｍａｘ优化鲁棒预测控制１０２
第６章　状态反馈预测控制综合１０４
　６１　多胞描述系统和线性矩阵不等式１０４
　６２　基于ｗｏｒｓｔ－ｃａｓｅ性能指标的在线方法：零时域１０５
　　６２１　性能指标的处理和无约束预测控制１０６
　　６２２　约束的处理１０７
　６３　基于ｗｏｒｓｔ－ｃａｓｅ性能指标的离线方法：零时域１１０
　６４　基于ｗｏｒｓｔ－ｃａｓｅ性能指标的离线方法：变时域１１２
　６５　基于标称性能指标的离线方法１１７
　　６５１　零时域１１７
　　６５２　启发式变时域１１８
第７章　有限切换时域的预测控制综合１２３
　７１　标称系统的标准方法１２３
　７２　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１２５
　７３　标称系统的在线方法１２７
　７４　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１３０
　　７４１　整体思路１３１
　　７４２　ｍｉｎ－ｍａｘ约束线性二次型控制的求解１３２
　　７４３　有限时域无终端加权情形（问题７８的求解） １３３
　　７４４　有限时域有终端加权情形（问题７９的求解） １３４
　　７４５　准最优性、算法与稳定性１３５
　　７４６　数值例子１３６
　　７４７　与６２节方法的比较１３７
　７５　多胞描述系统的在线方法１３９
　　７５１　部分反馈方法１３９
　　７５２　参数依赖开环方法１４２
第８章　预测控制综合的开环优化与闭环优化１４７
　８１　一种简单的部分闭环优化预测控制１４７

Ⅹ　预测控制的理论与方法　第２版
　　８１１　切换时域为０的在线和离线方法１４８
　　８１２　切换时域非０的一个有效算法１４９
　８２　三模预测控制１５１
　８３　混合型预测控制１５３
　　８３１　算法１５３
　　８３２　联合优势１５６
　　８３３　数值例子１５７
　８４　开环优化预测控制及其特点１５９
　　８４１　单值开环优化预测控制１５９
　　８４２　参数依赖开环优化预测控制１６０
　８５　切换时域为１的预测控制１６３
漫　谈　篇
第９章　一种基于开环优化的预测控制１６７
第１０章　基于多胞描述模型成为热点１７２
第１１章　不变集陷阱１７７
第１２章　时域Ｎ为０或者为１ １８３
第１３章　变体反馈预测控制１８７
第１４章　关于最优性１９６
第１５章　最大化可应用模型范围１９９
第１６章　状态不可测时的开环优化预测控制２０１
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２０７
第１８章　动态输出反馈和二次有界性方法２１２
第１９章　采用范数定界技术处理有界噪声２１８
第２０章　状态估计误差的滚动更新２２４
第２１章　结束语２２７
参考文献２３０