本书试图从航空航天飞行力学与导航制导控制工程领域应用背景和应用需求出发，系统地介绍最优控制在上述领域的基础理论、基本方法和工程应用。书中所介绍的大部分算法均提供Matlab仿真程序及必要的仿真说明，具有较强的工程性和实用性。本书分为12章，其中：
(1)第1章介绍飞行力学、最优控制理论与方法的基本概念。
(2)第2章介绍无约束、有约束、多目标、全局等最优化问题及其基本数值求解方法。
(3)第3～5章介绍求解最优控制问题的重要方法，包括伪谱法、序列凸优化方法和模型预测控制方法等。
(4)第6～9章重点介绍最优控制理论的三大基石——变分法、极大／极小值原理和动态规划法。
(5)第10～ll章主要介绍最优控制理论中较为新颖的分支，包括奇异最优控制、智能最优控制等内容。
(6)第12章简要介绍随机最优控制与最优估计的基本内容。

第1章 引论
1.1 飞行力学
1.2 飞行力学与控制
1.3 最优控制问题
1.4 最优控制理论与方法发展简史
1.5 最优控制数值优化方法
第2章 最优化问题与方法基础
2.1 最优化问题
2.2 最优化方法及其结构
2.3 无约束最优化方法
2.4 约束最优化方法
2.5 多目标最优化方法
2.6 全局最优化方法
第3章 伪谱法
3.1 谱方法
3.2 伪谱法基本原理
3.3 高斯伪谱法
3.4 GPOPS
第4章 序列凸优化方法
4.1 凸优化问题
4.2 CVX凸优化软件包
4.3 MOSEK凸优化软件包
4.4 非凸问题的凸化技术
4.5 基于序列凸优化的无人系统避障轨迹优化
4.6 SCP序列凸优化软件包
第5章 模型预测控制方法
5.1 模型预测控制基础
5.2 线性时变模型预测控制算法
5.3 非线性系统线性化方法
5.4 非线性模型预测控制算法
5.5 Matlab模型预测控制工具箱
5.6 显式模型预测控制
5.7 模型预测控制解决小推力航天器交会对接问题
第6章 变分法与最优控制
6.1 变分法的基本原理
6.2 无终端约束的最优控制
6.3 终端固定约束的最优控制
6.4 终端等式约束的最优控制
6.5 终端时刻自由的最优控制
6.6 Matlab边值问题求解器
第7章 线性二次型最优控制
7.1 线性二次型问题
7.2 有限时间LQR
7.3 无限时间LQR
第8章 含过程约束的最优控制
8.1 积分型约束的最优控制
8.2 控制变量等式约束的最优控制
8.3 状态一控制变量等式约束的最优控制
8.4 状态变量等式约束的最优控制
8.5 内点等式约束的最优控制
8.6 控制变量不等式约束的最优控制(极大／极小值原理)
8.7 状态-控制变量不等式约束的最优控制
8.8 状态变量不等式约束的最优控制
8.9 运载火箭上升段闭环制导
第9章 动态规划
9.1 多级决策问题
9.2 Bellman最优性原理
9.3 离散动态规划方法
9.4 连续动态规划方法
9.5 基于HJB方程圆轨道转移控制
第10章 奇异最优控制理论
10.1 奇异最优控制问题
10.2 奇异线性二次型最优控制问题
10.3 奇异最优控制的算法
第ll章 智能最优控制
11.1 人工智能技术概述
11.2 机器学习算法基础
11.3 人工智能与最优化
11.4 月面软着陆Q学习智能最优控制
第12章 随机最优控制与最优估计
12.1 随机性系统最优控制
12.2 最优估计问题
12.3 卡尔曼滤波
附录A 矩阵与向量运算概要
附录B 偏微分方程概要
附录C 概率与随机过程概要
参考文献