第一章 绪论1.1 引言近50年来,科学技术的迅速发展,对许多被控对象如宇宙飞船、导弹、卫星和现代工业设备与生产过程的性能提出了更高的要求,在许多情况下要求系统的某种性能指标为最优。这就要求人们对控制问题都必须从最优控制的角度进行研究分析和设计。最优控制理论是现代控制理论的重要组成部分。其形成与发展奠定了整个现代控制理论的基础。早在20世纪50年代初九开始了对最短时间控制问题的研究。随后,由于空间技术的发展,越来越多的学者和工程技术人员投身于这一领域的研究和开发,逐步形成了较为完整的最优控制理论体系。最优化问题就是根据各种不同的研究对象以及人们预期要达到的目标,寻找一个最优控制规律,或设计出一个最优控制方案或最优控制系统。最优控制理论研究的主要问题是:根据已建立的被控对象的时域数学模型或频域数学模型,选择一个容许的控制律,使得被控对象按预定要求运行,并使给定的某性能指标达到最优值。从数学的观点来看,最优控制理论研究的问题是求解一类带有约束条件的泛函取值问题,属于变分学的理论范畴。然而,经典变分学理论只能解决容许控制属于开机的一类,为适应工程实践的需要,20世纪50年