最优控制理论与航空航天应用
课程编码：480193082501P3004
英文名称：Optimal Control Theory with Aerospace Applications
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：李东
教学目的要求
本课程以航空航天应用为背景讲授最优控制理论，旨在帮助研究生掌握最优控制理论基础知识和方法，认识和理解航空航天飞行器最优控制问题，掌握典型的飞行器最优控制问题求解方法，了解飞行器最优控制的前沿研究工作。课程分为四个部分：飞行器最优控制基础知识，离散与连续系统最优控制，飞行器轨迹优化，飞行器导航、制导与控制。前两部分较为基础，后两部分着重于航空航天飞行器最优控制方法。要求选课同学具有良好的高等数学、线性代数基础知识、飞行器动力学和控制理论基础知识，具有较好的程序编写能力。
预修课程
高等数学、线性代数、优化算法基础、航空航天飞行动力学基础、现代控制理论。
大纲内容
第一章 飞行器最优控制基础知识 李东
第1节 航空航天飞行器最优控制概述 3.0学时
第2节 无约束/约束参数优化问题及数学规划法 3.0学时
第3节 动态系统最优控制问题变分法 3.0学时
第二章 离散与连续系统最优控制 李东
第1节 极大/极小值原理，动态规划 3.0学时
第2节 线性二次型问题 3.0学时
第3节 LQR最优控制设计与仿真 3.0学时
第三章 飞行器轨迹优化 李东
第1节 飞行轨迹优化问题 3.0学时
第2节 有限推力航天器轨迹优化问题 3.0学时
第3节 飞行器轨迹实时优化 3.0学时
第4节 大气再入、动力下降着陆轨迹最优控制问题 3.0学时
第四章 飞行器导航、制导与控制 李东
第1节 最优滤波方法，随机最优控制 3.0学时
第2节 线性二次型高斯控制LQG，模型预测控制 3.0学时
第3节 机器学习最优控制方法最新研究进展 2.0学时
第4节 总结与测试 2.0学时
教材信息
1、
最优控制理论与系统
胡寿松、王执铨、胡维礼
2017年1月
科学出版社
参考书
1、
Applied Optimal Control: Optimization, Estimation and Control
A. E., Ho, Y. C.
1975年
Hemisphere Publishing Cooperation.
2、
Optimal Control Theory with Aerospace Applications
Ben-Asher, Joseph Z.
2010年
American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA).
3、
Optimal Control with Aerospace Applications
Longuski J. M., Guzman, J. J., Prussing J. E.
1974年
Springer New York.
课程教师信息
李东主要从事航天器总体设计技术、空间光学观测航天器超高精度姿态指向和多级稳定控制技术的研究，曾获中国科学院颁发的“中国科学院杰出科技成就奖” （主要完成者）。