復雜係統的模糊變結構控製及其應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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米陽，韓雲昊 著

圖書標籤:

• 復雜係統
• 模糊控製
• 變結構控製
• 自適應控製
• 非綫性控製
• 控製理論
• 係統工程
• 應用研究
• 智能控製
• 優化算法

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 冶金工業齣版社

ISBN：9787502447625

商品編碼：29729265744

包裝：平裝

齣版時間：2008-11-01

基本信息

書名:復雜係統的模糊變結構控製及其應用

：20.00元

售價：13.6元,便宜6.4元,摺扣68

作者:米陽,韓雲昊

齣版社：冶金工業齣版社

齣版日期：2008-11-01

ISBN：9787502447625

字數：

頁碼：170

版次：1

裝幀：平裝

開本：32開

商品重量：0.182kg

編輯推薦

內容提要

本書從基本原理與方法、多種控製算法和實際應用等多個方麵，闡述瞭近年來復雜係統模糊變結構控製方麵的研究成果。全書共分十章，主要內容包括狀態不完全可測時滯係統的研究；不確定係統的模糊滑模控製；不確定時滯係統的模糊滑模控製；基於分區切換方法設計倒立擺係統的控製器等。

目錄

作者介紹

文摘

序言

探索係統未知之域：一套新的控製理論視角 在現代科學與工程領域，我們愈發頻繁地麵對著那些難以精確建模、行為復雜多變、充滿不確定性的係統。從錯綜復雜的生態係統到動蕩不安的金融市場，再到大規模的交通網絡，這些“復雜係統”的挑戰性在於其固有的非綫性、時變性、耦閤性以及潛在的混沌行為。傳統的控製理論，往往依賴於對係統精確的數學模型，在應對這些復雜性時顯得力不從心。因此，一套能夠有效駕馭不確定性、適應係統變化、並保證係統魯棒性的新控製理論體係，顯得尤為迫切和重要。 本書並非試圖提供一套萬能的解決方案，也不是宣揚某種單一技術的神奇效果。相反，它緻力於打開一扇新的視角，引導讀者深入思考，如何從更深層次理解和駕馭復雜係統。我們將目光投嚮那些能夠“容忍”不確定性、並能主動“擁抱”係統變化的技術路徑，探討如何構建齣既能應對突發狀況，又能保證長期穩定運行的智能控製策略。 係統的多維度刻畫：從確定到模糊 理解復雜係統，首先需要突破對係統“精確”的執念。現實世界中的許多現象，其本質就是模糊的、難以量化的。例如，我們無法精確定義“擁擠”到何種程度會引發交通癱瘓，也無法精確量化“市場信心”的漲跌對股價的影響。傳統數學工具在描述這些“模棱兩可”的信息時，常常顯得過於生硬。 本書將引入“模糊集”和“模糊邏輯”的概念，作為一種理解和錶達不確定性信息的重要工具。我們將探討如何將專傢的經驗知識、直觀的判斷以及模糊的語言描述，轉化為計算機可以理解和處理的數學語言。這並非是對精確性的放棄，而是對現實世界更為貼切的模擬。通過模糊化，我們可以將連續的、難以區分的變量，劃分為若乾個具有重疊的“模糊集閤”，例如將“溫度”劃分為“冷”、“溫”、“熱”等，並為每個區間賦予一個隸屬度。這種描述方式，能夠更靈活地捕捉事物的本質，並在不完全信息的情況下做齣閤理的推斷。 更進一步，我們將深入研究“模糊推理”的機製。如何根據模糊的輸入信息，經過一係列模糊規則（例如“如果溫度很高，並且濕度很大，那麼就需要加大製冷”）的推理，最終得到一個清晰的、可執行的輸齣控製信號？本書將詳細闡述不同類型的模糊推理方法，包括Mamdani型和Takagi-Sugeno型模糊推理，並分析它們各自的特點和適用場景。我們將看到，模糊邏輯並非是一種“近似”的替代品，而是一種能夠從不精確信息中提取有價值知識的強大工具。 適應性與魯棒性：動態調整的控製藝術 復雜係統最大的挑戰之一在於其“不確定性”和“時變性”。一個係統在某個時刻的狀態，很可能在下一刻發生顯著變化，例如一個飛行器在不同高度和速度下的空氣動力學特性是不同的，或者一個電網在發生故障後，其各部分的電力傳輸能力會急劇下降。在這種動態變化的環境下，固定的控製策略往往難以奏效，甚至可能導緻係統失穩。 本書將深入探討“變結構控製”（Variable Structure Control, VSC）的核心思想。變結構控製的核心在於，通過設計一個“切換律”，使得控製器在係統狀態進入預設的“滑模麵”時，能夠快速、強製地將係統狀態拉迴到滑模麵上，並沿著滑模麵運動，從而實現對係統狀態的精確跟蹤和穩定控製。這種“強製”的特性，使得變結構控製在處理外部擾動和係統參數變化時，展現齣極強的魯棒性。即使存在未知的擾動，隻要係統還在滑模麵上，其行為就能夠被精確地預測和控製。 然而，傳統的變結構控製也麵臨一些挑戰，例如“抖振”問題，即控製器輸齣信號的快速切換可能導緻係統在滑模麵附近震蕩，産生高頻的控製抖振，這不僅會浪費能量，還可能損壞執行器。因此，本書將重點介紹如何結閤模糊邏輯的優勢，來解決變結構控製中的這些難題。 融閤的智慧：模糊變結構控製的協同效應 本書的核心在於探討如何將模糊邏輯與變結構控製這兩者有機結閤，形成一種更強大、更通用的控製理論框架——“模糊變結構控製”。這種融閤並非簡單的疊加，而是通過協同作用，實現各自優勢的最大化。 一方麵，模糊邏輯可以用來設計更精細、更智能的“滑模麵”。傳統的滑模麵往往是綫性的，而實際的復雜係統往往具有高度的非綫性。通過模糊邏輯，我們可以設計齣非綫性的、自適應的模糊滑模麵，使其能夠更好地適應復雜的係統動態。例如，可以根據係統的實時狀態和外部環境，模糊地確定滑模麵的形狀，從而實現更優的跟蹤性能。 另一方麵，模糊邏輯可以用來改善變結構控製的“抖振”問題。傳統的變結構控製采用的是“硬切換”，即控製信號在兩個或多個離散值之間快速切換。而模糊邏輯可以通過引入“模糊區間”和“模糊推理”，實現控製信號的“軟切換”。例如，在滑模麵附近，可以根據與滑模麵的距離，模糊地生成一個平滑的控製信號，從而顯著減小抖振，提高控製的平穩性。 此外，模糊邏輯還可以用於在綫調整變結構控製器的參數。在復雜係統運行過程中，其參數可能會發生緩慢的變化，或者存在未建模的動態。模糊邏輯可以根據係統運行的實時反饋信息，模糊地判斷係統參數的變化趨勢，並自適應地調整變結構控製器的增益或其他關鍵參數，從而確保係統在長期運行中依然保持良好的控製性能。 應用的廣度：從理論到實踐的橋梁 理論的價值在於其應用。本書的最後一個重要部分，將聚焦於模糊變結構控製在各個領域的實際應用。我們將通過具體的案例分析，展示這種新型控製理論如何為解決現實世界的復雜問題提供新的思路和方法。 智能交通係統： 探討如何利用模糊變結構控製來優化交通信號燈的時序，緩解城市交通擁堵，提高道路通行效率。例如，可以根據實時車流量、排隊長度等模糊信息，動態調整綠燈時長，並利用變結構控製的魯棒性來應對突發的交通事件。 機器人與自動化： 研究如何設計齣更靈活、更具適應性的機器人運動控製器。例如，在復雜的工業環境中，機器人需要應對未知的障礙物、不平整的地麵以及被操作對象的動態變化。模糊變結構控製可以幫助機器人實時調整其運動軌跡和執行力度，保證操作的平穩和精確。 新能源與電力係統： 探討如何利用模糊變結構控製來提高可再生能源（如風能、太陽能）的並網穩定性，以及應對電力係統中的故障。例如，風力發電機的葉片角度和輸齣功率會隨著風速和風嚮的變化而劇烈波動，模糊變結構控製可以幫助實現平滑的功率輸齣，減少對電網的衝擊。 金融市場與經濟預測： 盡管金融市場的隨機性和復雜性極高，本書將探討如何從模糊變結構控製的視角，去理解和嘗試建模某些市場行為。例如，利用模糊邏輯來捕捉投資者的情緒變化，並嘗試構建一種對市場波動具有一定魯棒性的交易策略。 通過這些案例，讀者將能夠深刻理解模糊變結構控製的實際價值，並激發更多創新應用的靈感。本書旨在成為一本兼具理論深度和實踐指導意義的參考書，為從事復雜係統研究、控製工程、自動化等領域的科研人員、工程師以及相關專業的學生提供寶貴的知識財富。它所倡導的，是一種在不確定性中尋找確定性，在復雜性中發現規律，並在動態變化中實現穩定與最優的控製哲學。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，首先映入眼簾的是其極具前瞻性的視角，它似乎在預言未來幾十年控製工程的發展方嚮。我個人對其中關於“模糊集”與“滑模麵設計”相結閤的部分印象尤為深刻。這不僅僅是兩種成熟理論的簡單疊加，而是一種智慧的融閤——用模糊邏輯來處理那些難以精確建模的、定性的係統知識，然後利用滑模控製的快速收斂特性來確保性能。這種“剛柔並濟”的處理方式，極大地拓寬瞭傳統變結構控製的應用邊界。我注意到，作者在討論模糊規則庫的建立時，花瞭大量的篇幅來探討專傢經驗如何轉化為可計算的數學語言，這對於實際工程應用人員來說，是至關重要的橋梁。相較於那些隻關注理論證明的學術專著，本書的實用價值更高，它提供的不僅僅是“是什麼”，更是“怎麼做”的詳盡指南。那種在復雜工況下，係統依然能保持令人放心的軌跡跟蹤能力，充分體現瞭作者對魯棒性設計登峰造極的掌控力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，更像是一次對控製科學前沿的“極限挑戰”。它的難度並非拒人於韆裏之外，而是要求讀者必須具備紮實的控製理論基礎，特彆是對時滯係統、時變係統動力學的深刻理解。初讀時，某些章節的推導確實令人感到壓力山大，那些關於李雅普諾夫函數的構造和切換函數的選擇，需要反復揣摩纔能領會其精髓。然而，一旦攻剋瞭這些技術難點，隨之而來的成就感是無與倫比的。作者對“抖振”問題的探討，體現瞭其對工程實際的關懷，沒有迴避變結構控製中固有的缺陷，而是提齣瞭創新的脈衝調製或帶寬限製策略來緩解這一現象。這種坦誠和對細節的關注，使得這本書的學術價值和工程參考價值都得到瞭極大的提升。它不是一本輕鬆的入門讀物，而是一部值得反復研讀的“武功秘籍”，每次重溫都會有新的感悟。

評分☆☆☆☆☆

這部著作的齣版，無疑為控製理論領域投下瞭一枚重磅炸彈，它巧妙地將復雜係統的內在不確定性與控製策略的魯棒性需求進行瞭深度融閤。閱讀過程中，我深感作者在構建理論框架時的嚴謹與精妙。書中的數學推導層層遞進，對於那些熱衷於從基礎原理上理解控製係統的讀者來說，無疑是一場盛宴。尤其是在處理非綫性係統時，那種“在不確定中尋求確定”的哲學思想貫穿始終。書中對傳統PID控製的局限性進行瞭深刻剖析，進而引齣瞭變結構控製（VSC）作為一種強有力工具的必要性。作者並未停留在純粹的理論構建，而是通過一係列精心設計的案例，展示瞭這些高級控製思想如何在實際工程問題中生根發芽，解決那些以往看似棘手的難題。比如，在處理高維、強耦閤的動態係統時，那種“大刀闊斧”的切換策略，雖然看似簡單粗暴，實則蘊含著對係統穩定性的極緻追求。這種將抽象數學工具轉化為具體工程解決方案的能力，是本書最值得稱道之處。

評分☆☆☆☆☆

這部作品最讓我感到震撼的是它對“復雜性”的層次化解析。我們都知道，現實世界充滿瞭不確定性、不確定性和非綫性，但如何係統性地捕捉並控製這種復雜性，纔是控製科學的終極命題。作者沒有試圖用一個簡單的模型去擬閤整個世界，而是構建瞭一個多層級的決策和響應機製。書中對多智能體係統在麵臨傳感器故障或通信延遲時的控製策略分析，尤為精彩。它將變結構思想延伸到瞭分布式控製的網絡中，使得控製信號的生成不再是孤立的，而是融入瞭對鄰居狀態的判斷與適應。這種全局視野和局部執行的結閤，為構建下一代自主運行的復雜網絡係統提供瞭堅實的理論基礎。閱讀過程中，我一直在思考如何將這些方法應用於我當前正在研究的無人機編隊任務中，書中提供的那些關於切換條件和進入區域的精確界定，無疑為我的仿真驗證工作指明瞭方嚮。

評分☆☆☆☆☆

總而言之，這是一本能讓人對控製工程産生敬畏之心的書。它的文字敘述風格偏嚮於嚴謹的學術論述，結構緊湊，邏輯鏈條清晰可見。與市場上充斥的那些浮於錶麵的應用指南不同，本書深入挖掘瞭控製律背後的數學機理和物理意義。特彆是關於如何通過調整模糊隸屬函數或界限參數，來精確地平衡係統的響應速度與穩態誤差的討論，展示瞭作者深厚的工程直覺。對於那些緻力於在高端製造、航空航天或復雜能源管理領域中尋求突破的研究人員和工程師來說，這本書提供的不僅僅是現成的公式，更是一種麵對未知問題的思維框架。它教會我們如何化解係統的不確定性，如何設計齣在最壞情況下依然能保證性能的智能體。這是一部真正能提升專業能力、拓寬研究視野的重量級著作。