非綫性協調控製理論研究及應用 曹少中 9787030253873 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曹少中 著

圖書標籤:

• 非綫性控製
• 協調控製
• 控製理論
• 係統控製
• 自動化
• 機器人控製
• 電氣工程
• 控製工程
• 數學模型
• 應用研究

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030253873

商品編碼：29299613658

包裝：平裝

齣版時間：2009-08-01

基本信息

書名：非綫性協調控製理論研究及應用

定價：55.00元

作者：曹少中

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2009-08-01

ISBN：9787030253873

字數：285000

頁碼：226

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.359kg

編輯推薦

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本書以現實世界中普遍存在的非綫性係統為研究對象，論述瞭非綫性協調控製係統的理論、方法和技術。提齣瞭非綫性協調控製係統狀態方程近似迭代解法和級數解法，對於不能建立數學模型的非綫性控製係統，給齣瞭廣義知識模型；以六維電子束為對象，得到瞭非綫性多變量協調控製係統的動態分析方法；應用非綫性協調控製理論，分析瞭協調市場經濟運動規律；對産品概念設計過程的協調問題進行瞭研究。

內容提要

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本書係統地論述瞭非綫性協調控製係統的初步理論、方法和技術。主要內容包括：非綫性多變量協調控製理論基礎、非綫性協調控製係統狀態方程的近似迭代解法、非綫性協調控製係統狀態方程的近似級數解法、六維電子束非綫性多變量協調控製係統的動態分析方法、非綫性協調控製係統的廣義知識模型、協調市場經濟運動規律分析以及産品概念設計過程的協調控製理論和方法。
本書適閤從事控製科學、智能科學、係統科學、計算機科學等領域研究的學者、研究生和工程技術人員閱讀。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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動態係統的智慧之舞：非綫性協調控製理論的深邃探索與廣闊前景 在瞬息萬變的現代科學技術領域，對復雜動態係統的理解與駕馭能力，已成為推動進步的關鍵。從微觀的分子機器到宏觀的航空航天係統，再到龐大的社會經濟網絡，無數的係統都呈現齣非綫性的本質，並常常需要多個子係統之間的協同配閤纔能實現最優的整體性能。正是在這樣的背景下，非綫性協調控製理論應運而生，它如同一門精密的智慧之舞，旨在揭示和構建這些復雜係統中“為何”以及“如何”實現高效、魯棒且協調的運行。 本書深入剖析瞭非綫性協調控製理論的核心概念、關鍵技術及其在多元化應用領域的實踐價值。它不僅僅是對現有理論成果的梳理與總結，更是一次對該領域前沿問題和未來發展方嚮的係統性探索。通過詳盡的論述，本書旨在為讀者構建一個清晰、深刻且富有洞察力的理論框架，使其能夠準確把握非綫性協調控製的精髓，並將其應用於解決現實世界中的復雜挑戰。 理論基石：洞悉非綫性世界的復雜性 非綫性是自然界和工程領域普遍存在的現象。與綫性係統固有的比例性和疊加性不同，非綫性係統往往錶現齣湧現性、混沌性、多穩態性等更為復雜且難以預測的特性。理解和控製這些非綫性行為，是實現精確、高效控製的根本前提。本書首先從數學原理的角度，係統地闡述瞭非綫性動力學的基本概念，包括相空間分析、李雅普諾夫穩定性理論、攝動法、多尺度分析等。這些理論工具為我們理解非綫性係統的內在動力學機製提供瞭堅實的基礎。 在此基礎上，本書重點探討瞭非綫性控製的幾種主要技術範式。例如，反饋綫性化技術，通過巧妙的坐標變換和反饋設計，將復雜的非綫性係統轉化為等效的綫性係統，從而利用成熟的綫性控製理論進行設計。然而，反饋綫性化並非萬能，其應用條件往往受到嚴格限製。因此，本書也深入介紹瞭其他更為普適性的非綫性控製方法，如滑模控製，其以對模型不確定性和外部擾動的魯棒性而著稱；自適應控製，它能夠根據係統狀態的變化動態調整控製器參數，以應對模型參數的未知或時變性；以及模型預測控製（MPC），它利用係統的未來行為模型進行滾動優化，以在滿足約束條件的同時實現最優控製。這些方法的引入，極大地擴展瞭我們處理非綫性係統控製問題的能力。 協調的藝術：多主體係統的協同之道 當我們將目光投嚮由多個相互關聯的子係統組成的整體時，協調控製的概念便應運而生。在許多實際係統中，例如分布式機器人集群、智能電網、交通流量管理等，單個子係統的最優性能並不能直接保證整個係統的全局最優。相反，子係統之間必須進行精妙的協調，以避免衝突、優化資源分配，並實現預期的整體目標。 本書對非綫性協調控製理論的貢獻，尤其體現在其對多主體係統協同機理的深刻揭示。它詳細探討瞭實現協調的幾種核心策略。分布式控製是其中的重要一環，在這種範式下，每個子係統僅依賴於其自身的局部信息以及與其直接交互的鄰居的信息，即可實現全局的協同行為。這種分布式架構不僅提高瞭係統的可擴展性和魯棒性，也降低瞭對中心化通信和計算資源的依賴。本書深入分析瞭基於圖論的分布式控製方法，利用圖的連通性、度等拓撲性質來保證一緻性、同步性和其他協同屬性。 分布式一緻性是多主體係統中實現協調的關鍵目標之一。在許多應用場景下，期望所有主體能夠同步其狀態（如位置、速度、電壓等）。本書闡述瞭如何利用Lyapunov函數等工具來分析和證明分布式一緻性算法的收斂性，並考慮瞭在非綫性係統和通信拓撲不確定的情況下實現一緻性的挑戰。 除瞭狀態的一緻性，分布式優化也是協調控製的重要課題。例如，在能源管理係統中，各個分布式發電機需要協同優化其發電功率，以最小化總的能源成本或碳排放。本書介紹瞭如何將分布式優化問題轉化為分布式協調控製問題，並探討瞭利用梯度下降、交替方嚮乘子法（ADMM）等分布式算法來實現目標。 此外，本書還關注分布式任務分配與調度。在多機器人協同作業、多無人機編隊飛行等場景下，如何將整體任務閤理地分配給各個主體，並根據環境變化動態調整，是實現高效執行的關鍵。本書探討瞭基於博弈論、拍賣機製等方法來實現分布式任務分配的理論基礎。 應用前景：智慧化解決方案的無限可能 非綫性協調控製理論的強大之處在於其廣泛的應用前景，它為解決許多緊迫的工程和科學難題提供瞭理論支撐和技術手段。本書深入剖析瞭該理論在多個關鍵領域的應用實踐。 在智能電網領域，隨著可再生能源的接入和分布式電源的普及，電網的非綫性特性日益凸顯，同時需要大量的分布式電源和負荷進行協同配閤以維持電網的穩定運行。本書探討瞭如何利用非綫性協調控製技術實現分布式能源的最佳調度、電壓穩定控製、頻率調節以及故障響應等。例如，分布式一緻性算法可以用於同步微電網中的逆變器，保證電能的穩定輸齣；分布式優化則可用於協同調節分布式電源的發電功率，以最小化運行成本或最大化可再生能源的利用率。 在自動駕駛汽車和智能交通係統中，多輛汽車的自主協同決策對於提升交通效率、減少擁堵和提高安全性至關重要。本書闡述瞭如何運用非綫性協調控製來解決車輛編隊行駛、車道保持、交叉路口通行協調以及緊急避險等問題。例如，通過分布式通信，車輛可以相互感知並協同調整速度和方嚮，形成高效的車流；在復雜的交通場景下，可以利用分布式模型預測控製實現車輛的自主路徑規劃與協同避障。 在機器人學領域，尤其是分布式機器人集群，非綫性協調控製的應用更是前景廣闊。本書探討瞭如何利用該理論實現多機器人協同搬運、協同搜索、協同建圖、以及協同環境監測等任務。例如，通過分布式一緻性，機器人可以協同完成一項大規模的搬運任務，每個機器人僅需感知局部環境和鄰居狀態即可完成整體協調；通過分布式優化，機器人集群可以協同尋找目標，並根據環境信息動態調整搜索策略。 在航空航天領域，多無人機協同偵察、多衛星編隊飛行、以及新型飛行器的姿態協調控製，都離不開非綫性協調控製理論的支持。本書分析瞭這些場景下對係統魯棒性、實時性和容錯性的嚴苛要求，以及如何通過非綫性協調控製來滿足這些需求。 此外，本書還觸及瞭非綫性協調控製在生物醫學工程（如藥物遞送係統的精確控製）、材料科學（如納米材料的自組裝）、以及社會科學（如群體行為的建模與調控）等新興領域的潛在應用，展示瞭該理論跨學科的巨大潛力。 未來展望：邁嚮更智能、更自主的係統 盡管非綫性協調控製理論已取得瞭顯著的成就，但仍有許多前沿問題值得深入研究。本書也對未來的發展方嚮進行瞭展望。對不確定性和擾動的魯棒性是未來研究的重中之重，尤其是在復雜多變的現實環境中，如何設計能夠有效應對未知擾動和模型不確定性的協調控製係統，是實現廣泛應用的關鍵。 學習能力與自適應性將是下一代協調控製係統的核心特徵。通過引入機器學習和人工智能技術，係統能夠從經驗中學習，並根據環境變化和任務需求動態調整其協調策略。安全與可靠性在涉及人身安全或關鍵基礎設施的應用中尤為重要，如何設計具有高可靠性、可解釋性和安全保證的協調控製係統，將是重要的研究方嚮。 大規模係統的協同也是一個巨大的挑戰。隨著係統規模的不斷增大，通信延遲、計算資源限製以及信息冗餘等問題將愈發突齣。如何設計高效、可擴展的分布式協調控製算法，以應對大規模係統的協同需求，是未來的一個重要研究方嚮。 跨領域的融閤將進一步拓展非綫性協調控製的應用邊界。將該理論與信息論、博弈論、優化理論等其他學科深度融閤，有望催生齣更多創新的解決方案。 總之，本書為理解和掌握非綫性協調控製理論提供瞭一個全麵而深刻的視角。它不僅是理論研究者的寶貴參考，更是工程師和研究人員在設計和實現復雜動態係統時的有力武器。通過對非綫性世界復雜性的洞悉，以及對多主體係統協同藝術的精湛描繪，本書引領讀者走進一個由智慧驅動的動態係統新時代，為構建更加高效、智能、自主的未來貢獻瞭堅實的理論基石。

評分☆☆☆☆☆

這本書讓我對控製係統有瞭全新的認識。在閱讀之前，我可能還停留在比較基礎的綫性控製理論層麵，對於現實世界中許多復雜係統的非綫性特性，雖然有所感知，但缺乏係統性的理論支撐。這本書的齣現，如同為我打開瞭一扇新世界的大門。它不僅僅是枯燥的理論堆砌，更是對我們如何理解和駕馭復雜係統提供瞭全新的視角和工具。我尤其對其中關於“協調控製”的部分印象深刻，這似乎是將多個獨立的控製單元有機地結閤起來，實現整體的最優性能，這在很多現代工程應用中都至關重要。書中對各種非綫性現象的剖析，以及相應的控製策略的探討，都給我帶來瞭極大的啓發。它讓我認識到，許多我們認為理所當然的係統行為，背後可能隱藏著復雜的非綫性動力學。而掌握瞭這些理論，我們就能更有效地設計和優化這些係統，從而在實際應用中取得更好的效果。

評分☆☆☆☆☆

這本書的案例分析部分，是我最期待也最能從中獲益的部分。理論固然重要，但如何將其轉化為實際可行的解決方案，纔是檢驗一門學科是否具有生命力的關鍵。《非綫性協調控製理論研究及應用》這本書，在理論講解之後，一定會緊隨其後地給齣一些具體的應用案例，這是我作為一名實踐者最看重的一點。我希望看到書中能夠深入剖析一些在航空航天、機器人、電力係統、甚至生物醫學等領域中，如何運用非綫性協調控製理論來解決實際問題的。例如，在無人機集群協同飛行中，如何保證它們在復雜的動態環境中保持隊形並完成任務；或者在工業生産綫上，如何協調多個機械臂協同作業，提高效率並保證安全。這些具體的案例，能夠讓我更直觀地理解理論的實用價值，並且能夠為我今後的工程實踐提供寶貴的參考和藉鑒。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常嚴謹，學術性極強，讀起來需要一定的專業背景。作者曹少中在論述時，邏輯清晰，條理分明，對於每一個概念的引入和推導都力求做到嚴絲閤縫，沒有絲毫的模糊之處。這種嚴謹的態度讓我在閱讀過程中，能夠深刻地體會到理論的構建過程，仿佛置身於一場嚴密的邏輯推理之中。特彆是對於一些抽象的數學模型和控製算法，作者都能用清晰的數學語言和圖示來輔助說明，雖然一開始會有些挑戰，但一旦理解瞭其中的邏輯，便會豁然開朗。我特彆欣賞作者在解釋復雜概念時，往往會先給齣直觀的解釋，然後再進行深入的數學推導，這種由錶及裏、循序漸進的方式，極大地降低瞭閱讀門檻，也讓我對非綫性協調控製理論有瞭更深刻的認識。對於想要深入研究這一領域的讀者來說，這本書無疑是一部不可多得的寶藏。它的價值不僅僅在於提供瞭知識，更在於它教會瞭我如何去思考和理解這些復雜的科學問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度和廣度都令人稱道，堪稱非綫性控製領域的權威之作。作為一本專門研究非綫性協調控製理論的書籍，它必然涵蓋瞭該領域的前沿研究成果和經典理論。從書名來看，它不僅僅是對理論進行深入的探討，更強調瞭“應用”的重要性。這意味著書中很有可能包含大量的實例分析、仿真結果以及實際工程中的應用經驗。這樣的內容對於希望將理論知識轉化為實踐的讀者而言，無疑具有極高的價值。我個人尤其關注書中對於復雜非綫性係統建模、分析以及控製策略設計的方法論。希望它能提供一套係統的框架，幫助我理解如何處理現實世界中遇到的各種非綫性問題，並能夠指導我設計齣更魯棒、更高效的控製係統。這本書的齣現，對我而言，不僅僅是一次知識的獲取，更是一次能力的提升。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計相當考究，硬殼封麵，紙張質感也十分不錯，拿在手裏很有分量感，一看就知道是正規齣版社齣品的精品。封麵設計簡潔大氣，書名《非綫性協調控製理論研究及應用》和作者曹少中清晰可見，書號9787030253873也標注得很規範。整體感覺就是一本嚴肅學術著作應有的樣子，沒有花裏鬍哨的圖案，但透著一種沉靜的書捲氣，很吸引人去深入瞭解其內容。尤其是當我知道這是一本關於非綫性控製理論的書時，我對它就更加期待瞭。這類題材的書籍往往內容深入淺齣，對我來說，能夠找到一本兼具理論深度和實際應用價值的書，簡直是莫大的驚喜。我個人一直對控製理論在工程領域中的應用充滿興趣，尤其是在處理復雜係統時，非綫性因素往往是繞不開的關鍵。這本書的書名就點齣瞭“研究及應用”兩個重要方麵，這預示著它不會僅僅停留在理論的空談，而是會深入到如何將這些理論轉化為實際解決問題的方法，這一點對於我這樣希望將所學知識應用於實際工程項目的人來說，無疑是極具吸引力的。