最控制理论特别是随机最优控制理论在俄罗斯有非常广泛的应用，如飞行器的控制、导弹的寻与控制、飞机的火控系统以及航空无线电控制系统等领域。本书作者将这一先进理论引入我国，在本书中介绍了原苏联科学院几位知名院士在随机系统最优控制理论方面的重要研究成果，以及自己的一部分理论研究成果。全书用了大量篇幅介绍有关应用，具有很强的实践意义，而且研究方法独特，用统计线性化方法求解随机非线性系统的最优控制问题，使用非梯度随机搜索法求解最优控制中参数优化问题等，是一部先进的工程技术类理论著作。

本书是关于随机系统最优控制理论与应用的一本著作。书中全面介绍了原苏联及俄罗斯 控制专家和其他专家以及作者在此领域的最新成果，详细讨论了随机系统统计分析、状态估计，最优控制及参数优化等新的理论和方法。  全书共分十二章，基本内容由四部分组成。第一部分介绍随机系统的统计分析，并着重 介绍利用统计线性化方法研究随机非线性系统的统计分析理论；第二部分详细介绍随机线性 系统与随机非线性系统的最优状态估计与预测理论，重点讨论利用统计线性化方法获得随机 非线性系统的准最优估计算法及条件最优滤波器设计方法等；第三部分介绍基于随机最大值 原理和动态规划法讨论随机系统最优控制算法以及随机系统最优预测控制理论等；第四部分 着重介绍随机系统最优控制的数值解法--非梯度随机搜索法。书的最后一章利用本书介绍 的随机系统最优控制理论，研究了航空导弹自寻的控制系统与飞行器中所使用的自动测距仪 等的控制问题。

第1章 绪论…………………………………………………………………………1

第2章 随机线性系统分析…………………………………………………………5

第3章 随机非线性系统分析………………………………………………………25

第4章 随机线性系统状态估计……………………………………………………57

第5章 非线性系统最优估计………………………………………………………85

第6章 随机系统最优控制的一般理论……………………………………………111

第7章 随机线性系统最优控制……………………………………………………163

第8章 随机非线性系统最优控制…………………………………………………187

第9章 基于扩展二次型代价函数的最优控制解析综合…………………………197

第10章 随机系统的最优预测控制…………………………………………………217

第11章 随机控制系统的最优参数估计……………………………………………229

第12章 随机控制系统应用实例……………………………………………………269

本书是关于随机系统最优控制理论与应用的一本专著，详细讨论了随机系统 统计分析、状态估计、最优控制及参数优化等新的理论和方法。本书的特点 在于：

本书内容新颖，学术水平高。 书中所介绍的随机系统最优控制理论与方 法，基本上都是选自俄罗斯权威著作和期刊上发表的研究成果，特别重点介绍了 六七位原苏联科学院院士的重要研究成果。书中大多数内容都是近1 0年的最新 研究成果，如随机系统最优预测控制等，也有笔者近几年来在此领域的研究成果 和观点。

本书研究方法独特。美、欧作者侧重于用动态规划法来研究最优控制问 题，而本书侧重于使用最大值原理，用统计线性化方法求解随机非线性系统的最 优控制问题，使用非梯度随机搜索法求解最优控制中参数优化问题等。

本书用了大量篇幅介绍有关应用。在许多章节中，都有很多实例来说明如 何使用所介绍的理论，特别是在11．6节专门讨论如何在实际工程应用中获得控 制律的最优参数等；而在最后第l 2章通过分析和研究两个重要实例，系统地介 绍本书中有关随机系统分析、最优状态估计、随机最优控制以及随机系统的参数 优化等理论和算法的使用步骤和使用方法。

笔者从1 995年在西安交通大学攻读博士学位开始就进行非线性系统控制理 论、H"控制等方面的研究，并与他人合作撰写了《非线性系统理论与应用》，在 做博士后期间从事非线性系统辨识与滤波器设计研究。但对最优控制理论一直 抱有偏见，和国内不少控制论学者一样，总认为最优控制理论虽然很完美，但实 际应用很困难，主要原因是使用最大值原理很难求解，而使用动态规划法计算量 又太大。 然而，在笔者于200l一2004年赴俄罗斯某著名航空大学进修期间，发 现最优控制理论特别是随机最优控制理论在俄罗斯有非常广泛的应用，如飞行器 的控制、导弹的寻的与控制、飞机的火控系统以及航空无线电控制系统等领域。 此外，在飞机发动机的控制和设备故障诊断与检测等领域也都有非常广泛的应 用。从此，笔者开始研究随机最优控制理论及应用，并在多次与俄罗斯专家的 交流与讨论中进一步加深了对此理论的理解。 因此，希望写～本这方面的书 籍，将俄罗斯专家在此领域的研究成果介绍给国内同行们。 书中大部分素材来 源于原苏联的六七位科学院院士和多位博士以及笔者在这方面的研究成果。 由 于随机系统最优控制理论内容丰富、应用广泛，而且还处在不断的发展中，因 此，本书不可能对随机系统最优控制理论全面地介绍。鉴于篇幅限制，本书对 随机变结构控制系统尚未涉足，只是基于最基本的随机系统模型讨论其最优控制 理论。本书矢量和矩阵统一用白体表示。

本书在撰写出版过程中，得到清华大学张贤达教授、西安电子科技大学焦李 成教授的推荐和帮助；得到西安交通大学韩崇昭教授、空军工程大学工程学院于 雷教授、肖明清教授、叶广强教员等的关心和帮助；同时得到张朝青、徐健益、 董景平、葛瑞明等有关领导同志的支持与帮助，在此一并向他们表示衷心的 感谢。

感谢妻子张小玲副教授、女儿方羽商的无私奉献和帮助。

本书引用了一些学者的论著及其研究成果，在此，向他们表示深深的谢意。

感谢空军工程大学及工程学院领导、同仁和清华大学出版社王一玲主任，正 是由于他们的大力支持，才能保证本著作按期高质量地出版。

最后要感谢清华大学出版社对本著作出版的资助。

由于本书涉及许多新的内容，且限于笔者水平，缺点和错误在所难免，请读者批评指正。

 方洋旺

2004年7月30日

  于空军工程大学工程学院