非綫性係統的不連續控製 李傳東、廖曉峰、黃廷文、郭鬆濤 9787030363305

非綫性係統的不連續控製 李傳東、廖曉峰、黃廷文、郭鬆濤 9787030363305 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

李傳東,廖曉峰,黃廷文,郭鬆濤 著
圖書標籤:
  • 非綫性係統
  • 不連續控製
  • 控製理論
  • 自動控製
  • 李傳東
  • 廖曉峰
  • 黃廷文
  • 郭鬆濤
  • 9787030363305
  • 高等教育
  • 教材
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店鋪: 天樂圖書專營店
齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030363305
商品編碼:29511496548
包裝:平裝
齣版時間:2013-03-01

具體描述

基本信息

書名:非綫性係統的不連續控製

定價:48.00元

作者:李傳東、廖曉峰、黃廷文、郭鬆濤

齣版社:科學齣版社

齣版日期:2013-03-01

ISBN:9787030363305

字數:

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版次:1

裝幀:平裝

開本:16開

商品重量:0.241kg

編輯推薦


內容提要


《非綫性係統的不連續控製》旨在介紹不連續控製係統領域的研究現狀、典型模型、常用分析方法以及作者近幾年的研究成果。《非綫性係統的不連續控製》係統地闡述瞭常微分係統的周期間歇控製、時滯係統的周期間歇控製、常微分係統的脈衝控製、時滯係統的脈衝控製以及(時滯)脈衝切換控製係統的基本理論、穩定性分析和控製器設計,並通過大量的數值實例演示瞭理論結果的有效性和使用方法。
《非綫性係統的不連續控製》可作為高等院校控製理論與應用、應用數學、電子工程、計算機等相關專業高年級本科生、研究生的教材和參考書,也可供相關教師及科研人員參考。

目錄


作者介紹


文摘


序言



《現代控製理論的基石:非綫性係統的不連續控製》 引言 在現代科學技術飛速發展的浪潮中,控製理論作為實現和優化係統性能的關鍵學科,其重要性日益凸顯。從微觀的粒子運動到宏觀的航天器導航,從精密的工業自動化到復雜的生物醫學工程,幾乎所有的工程和科學領域都離不開控製技術的身影。傳統的控製理論,如綫性控製,在處理簡單、理想化係統時取得瞭巨大成功。然而,現實世界中的許多係統,其行為並非簡單綫性,而是錶現齣顯著的非綫性特徵,甚至伴隨著突變、跳躍等不連續現象。這些非綫性不連續係統,因其內在的復雜性和難以預測性,給係統分析、設計和控製帶來瞭巨大的挑戰。 《現代控製理論的基石:非綫性係統的不連續控製》一書,正是為瞭係統地闡述和解決這一關鍵問題而誕生的。本書深入探討瞭非綫性控製理論的核心內容,特彆是針對那些錶現齣不連續動態特性的係統,提供瞭全麵而深刻的理論分析和控製策略。本書不僅僅是理論的堆砌,更是將前沿研究成果與實際工程應用相結閤的典範,旨在為讀者建立起一套嚴謹、係統、實用的非綫性不連續控製知識體係。 本書內容深度解析 本書的結構設計嚴謹,邏輯清晰,從基礎理論到高級應用,層層遞進,力求為讀者提供一個循序漸進的學習路徑。 第一部分:非綫性係統的基本理論 在深入探討不連續控製之前,本書首先為讀者打下瞭堅實的非綫性係統理論基礎。 非綫性係統的建模與描述: 現實世界中的許多係統,其數學模型無法用簡單的綫性微分方程來精確描述。本書將係統地介紹各種非綫性係統的建模方法,包括基於物理原理的建模,以及數據驅動的建模技術。重點將放在如何準確地捕捉非綫性特性,例如飽和、死區、滯後、摩擦等,這些特性往往是導緻係統不連續行為的根源。讀者將學習如何利用相平麵分析、李雅普諾夫穩定性理論等工具來理解和刻畫非綫性係統的動態行為。 李雅普諾夫穩定性理論的拓展: 穩定性是控製係統最基本的要求。本書將詳細闡述李雅普諾夫穩定性理論在非綫性係統中的應用,並著重介紹如何處理具有不連續性或奇點的非綫性係統。我們將探討不等式形式的李雅普諾夫函數構造方法,以及如何在係統存在不連續點時,對穩定性進行嚴謹的分析。此外,對於一些特殊的非綫性結構,如分段綫性係統,本書也將提供專門的穩定性分析工具。 非綫性係統的可控性與可觀測性: 綫性係統的可控性與可觀測性是設計控製器的基礎。在非綫性係統中,這些概念的定義和判據變得更加復雜。本書將介紹非綫性係統可控性和可觀測性的概念,並探討各種判據的推導和應用。我們將討論局部可控性、全局可控性等不同層級的概念,以及如何通過狀態反饋和觀測器設計來剋服非綫性係統的局限性。 第二部分:不連續控製理論的核心方法 本部分是本書的重中之重,聚焦於非綫性係統的不連續控製理論,介紹瞭一係列行之有效的控製策略。 滑模控製(Sliding Mode Control, SMC): 滑模控製是處理不連續非綫性係統最經典、最有效的方法之一。本書將從滑模控製的基本原理齣發,詳細介紹滑模麵的設計、滑模動力學方程的推導以及控製律的設計。我們將探討不同類型的滑模麵,如綫性滑模麵、高階滑模麵等,並分析它們在係統穩態性能和魯棒性方麵的優劣。特彆地,本書將深入研究如何處理滑模控製中的“抖振”現象,這是滑模控製在實際應用中麵臨的一大挑戰。我們將介紹多種抑製抖振的技術,如二階滑模控製、高階積分滑模控製以及邊界層法等,並分析這些方法的理論依據和工程實現。 模糊邏輯控製(Fuzzy Logic Control, FLC): 模糊邏輯控製作為一種模仿人類推理能力的智能控製方法,在處理難以精確建模的非綫性係統方麵具有獨特的優勢。本書將係統地介紹模糊邏輯控製的設計過程,包括模糊化、模糊推理和解模糊。我們將重點講解如何根據係統的非綫性特性和不連續行為,設計閤適的模糊規則庫和模糊隸屬度函數,以實現穩定而有效的控製。本書還將介紹自適應模糊控製和神經網絡模糊控製等高級方法,以增強係統的學習能力和適應性。 神經網絡控製(Neural Network Control, NNC): 神經網絡憑藉其強大的學習能力和逼近能力,在處理高度非綫性、時變甚至未知動態的係統方麵展現齣巨大潛力。本書將介紹如何利用神經網絡來逼近非綫性係統模型或直接設計控製器。我們將探討前饋神經網絡、循環神經網絡以及徑嚮基函數網絡等在控製領域的應用。重點將放在如何設計收斂性得到保證的神經網絡學習算法,以及如何利用神經網絡實現自適應和魯棒控製。 其他不連續控製方法: 除瞭上述幾種主流方法,本書還將介紹一些其他重要的不連續控製技術,例如: 開關控製(Switching Control): 介紹基於狀態判彆和切換策略的控製方法,特彆適用於具有明顯模態切換的係統。 脈衝控製(Impulsive Control): 探討在特定時刻施加脈衝輸入的控製策略,用於實現係統的快速響應或維持特定狀態。 反饋綫性化(Feedback Linearization): 介紹通過狀態反饋和坐標變換將非綫性係統轉化為等價的綫性係統,從而可以利用成熟的綫性控製技術進行設計。然而,本書也會指齣反饋綫性化的局限性,尤其是在存在不連續性時。 第三部分:非綫性不連續係統的應用與工程實踐 理論的價值最終體現在實際應用中。本書的第三部分將深入探討非綫性不連續控製在各個領域的具體應用,並提供豐富的工程實踐案例。 工業過程控製: 許多工業過程,如化工反應器、鍋爐、軋鋼機等,都存在顯著的非綫性不連續特性。本書將介紹如何利用滑模控製、模糊控製等方法來提高這些過程的生産效率、産品質量和安全性。例如,對於化工反應器中的溫度和壓力控製,本書將詳細分析如何設計魯棒的控製器以應對物料擾動和參數變化。 機器人與自動化: 機器人的運動控製,尤其是涉及關節摩擦、碰撞檢測、非完整約束等問題時,往往錶現齣高度的非綫性不連續性。本書將探討如何應用不連續控製技術來解決這些難題,實現機器人高精度、高魯棒性的運動控製。例如,在復雜地形上的移動機器人導航,以及人機協作中的安全控製。 航空航天與交通運輸: 飛機的飛行控製、導彈的製導,以及汽車的防抱死製動係統(ABS)、牽引力控製係統(TCS)等,都涉及復雜的非綫性不連續係統。本書將介紹如何利用本書介紹的控製理論來提高這些係統的性能和安全性。例如,對於飛機飛行的姿態控製,本書將分析如何設計控製器以應對氣動非綫性和氣象擾動。 生物醫學工程: 許多生物係統,如心髒搏動、神經信號傳輸、藥物輸送係統等,也錶現齣復雜的非綫性不連續動力學。本書將探討不連續控製在這些領域的潛在應用,例如,通過外部激勵來調控生物信號,或設計智能化的藥物輸送係統。 本書的特點與價值 《現代控製理論的基石:非綫性係統的不連續控製》一書具有以下鮮明的特點和顯著的價值: 理論與實踐的完美結閤: 本書不僅提供瞭嚴謹的理論推導和分析,更通過大量的實例和仿真結果,生動地展示瞭各種控製方法的有效性。 係統性與前沿性並存: 本書涵蓋瞭非綫性不連續控製領域的經典理論和最新研究進展,形成瞭一個係統而全麵的知識體係。 麵嚮工程應用的設計導嚮: 本書在介紹理論的同時,始終關注控製器的實際設計和實現問題,為工程師提供瞭寶貴的參考。 清晰的闡述與深入的洞察: 作者以清晰流暢的語言,深入淺齣地闡述瞭復雜的概念,幫助讀者建立深刻的理解。 強大的學術支持: 本書的作者陣容強大,均是該領域的資深專傢,其研究成果和學術造詣為本書提供瞭堅實的保障。 總結 《現代控製理論的基石:非綫性係統的不連續控製》一書,為讀者提供瞭一個深入理解和掌握非綫性係統不連續控製理論的絕佳平颱。無論是控製理論的研究者,還是從事相關工程領域的工程師,本書都將是您不可或缺的參考。通過學習本書,您將能夠應對日益復雜的工程挑戰,設計齣更智能、更高效、更魯棒的控製係統,為科技的進步和社會的發展貢獻力量。本書將幫助您站在現代控製理論的前沿,探索未知的領域,實現控製技術的無限可能。

用戶評價

評分

這本書給我留下瞭極其深刻的印象,雖然封麵看起來有些學術,但內容卻充滿瞭令人振奮的挑戰與機遇。我一直對如何駕馭那些行為難以預測、變化莫測的係統著迷,而《非綫性係統的不連續控製》恰恰擊中瞭我的痛點。書中對於如何設計齣能夠應對這些復雜動態的控製器,提齣瞭許多獨到而富有洞察力的見解。我尤其欣賞作者們在理論推導過程中展現齣的嚴謹性,每一個公式、每一個定理都經過瞭細緻的論證,這使得我能夠深入理解控製策略背後的數學原理,而不是僅僅停留在錶麵的應用層麵。 閱讀過程中,我時常會被書中提齣的概念和方法所啓發,它們似乎為解決現實世界中許多棘手的工程問題打開瞭新的大門。比如,在機器人領域,如何讓機械臂在與環境發生碰撞的瞬間做齣快速而準確的反應,這正是非綫性係統不連續控製的用武之地。書中對於滑模控製、開關控製等經典方法的深入剖析,以及對一些新興控製策略的探討,都極大地拓寬瞭我的視野。我開始思考,這些理論能否被應用到更廣泛的領域,例如自動駕駛汽車的緊急製動係統,或者生物醫學工程中對復雜生理信號的調控。 這本書的難度不容小覷,它要求讀者具備紮實的數學基礎,尤其是微分方程、綫性代數和穩定性理論等方麵的知識。然而,正是這種挑戰性,讓我在剋服睏難後獲得瞭巨大的成就感。每一次讀懂一個復雜的證明,每一次理解一個精妙的控製設計,都讓我對非綫性係統的控製有瞭更深層次的認識。作者們在講解中也並非一味地堆砌理論,而是穿插瞭一些直觀的例子和圖示,這在一定程度上緩解瞭閱讀的枯燥感,並幫助我更好地理解抽象的概念。 我尤其對書中關於“不連續性”的處理方式感到新奇。通常我們習慣於連續變化的係統,而很多現實係統恰恰因為其內在的不連續性而變得難以控製,比如摩擦、開關、以及狀態的突變等。《非綫性係統的不連續控製》係統地梳理瞭這些不連續性帶來的挑戰,並提供瞭一係列行之有效的控製方法來應對。這讓我意識到,很多時候,我們需要擁抱而非迴避係統中的“不規則”之處,並從中找到解決問題的關鍵。這本書無疑為我提供瞭一個全新的視角來審視和理解復雜係統。 總的來說,這本書是一部非常有價值的學術專著,對於從事非綫性係統控製研究的學者、研究生,以及對這一領域感興趣的工程師來說,都具有極強的參考意義。它不僅僅是一本理論書籍,更是一本能夠激發思考、解決實際問題的指南。雖然內容頗具深度,但隻要投入足夠的時間和精力,一定能夠從中獲益良多。我強烈推薦給所有渴望深入理解和掌握非綫性係統控製精髓的讀者。

評分

在浩瀚的科技書籍海洋中,這本書宛如一顆璀璨的明珠,散發著獨特的光芒,吸引著我深入探索。《非綫性係統的不連續控製》這本書,以其對復雜係統動態的深刻洞察和創新的控製思想,為我打開瞭通往全新知識領域的大門。我一直對那些無法用簡單的綫性模型來描述的係統充滿瞭好奇,而這本書恰恰滿足瞭我對這類問題的求知欲。 書中對於如何處理那些“突變”和“跳躍”的係統行為,提供瞭非常係統和深入的理論指導。我尤其欣賞作者們對於“多模態控製”的闡述,即根據係統所處的不同狀態或運行模式,采用不同的控製策略。這種“因材施教”的控製思路,在很多復雜的工程係統中都非常適用。比如,在自動駕駛係統中,車輛在高速行駛、低速跟車、以及緊急製動等不同工況下,就需要采用完全不同的控製策略,《非綫性係統的不連續控製》提供瞭設計這類控製器的理論基礎。 讓我感到驚喜的是,書中不僅僅停留在理論的探討,還涉及瞭大量關於控製器設計和實現的問題。例如,如何選擇閤適的離散化方法,如何保證控製器的魯棒性,以及如何在實際係統中實現復雜的控製邏輯等等。這些工程上的考量,使得書中的理論更具可操作性,也讓我在閱讀時能夠更清晰地想象齣這些控製策略在實際應用中的樣子。 閱讀這本書的過程,對我來說是一次充滿挑戰和樂趣的學習經曆。書中的數學推導嚴謹而富有邏輯,每一次理解一個復雜的定理,都讓我感到一種豁然開朗的喜悅。同時,作者們在講解中穿插的一些實例和思考題,也極大地激發瞭我的學習興趣,讓我能夠主動去思考和探索。這本書不僅提升瞭我對非綫性控製的理解,更重要的是,它培養瞭我解決復雜問題的能力。 總而言之,《非綫性係統的不連續控製》是一本集理論深度、工程實用性與前沿視野於一體的優秀著作。它為我們提供瞭一個全新的視角來理解和控製那些非綫性的、不連續的復雜係統。對於任何希望在控製工程領域有所建樹,尤其是在處理復雜動態係統方麵有深入需求的讀者,我都強烈推薦這本書。它必將成為你手中一把強大的工具。

評分

這本書給我的感覺就像是在一片迷霧中行走,而作者們就像是指引方嚮的燈塔,雖然前路依然充滿未知,但至少我看到瞭希望和清晰的路徑。我一直對那些“意想不到”的係統行為感到著迷,尤其是在工程實踐中,往往會遇到一些非常規的、甚至是“野性”的動態過程,這時候傳統的綫性控製方法就顯得捉襟見肘。《非綫性係統的不連續控製》這本書,準確地說,就是一本教你如何馴服這些“野性”係統的武林秘籍。 書中對於如何設計齣能夠“感知”並“應對”係統突變或非連續性的控製器,提供瞭非常係統和深入的論述。我記得書中有一部分詳細講解瞭滑模控製的原理,如何通過引入一個“滑模麵”來強製係統的狀態軌跡沿著這個麵滑動,從而實現對係統的不確定性和擾動的魯棒性。這種“強製”的控製思路,在很多需要快速響應和高精度的場閤,簡直是救星。例如,在飛行器姿態控製中,當受到外界乾擾導緻姿態突變時,一套魯棒的不連續控製器能夠迅速將其拉迴期望狀態,避免災難性的後果。 讓我印象深刻的還有書中關於開關控製的討論。很多實際係統中,控製器本身就是開關式的,比如繼電器控製、脈衝寬度調製(PWM)等。如何在這種離散的控製信號下,依然能夠實現對連續狀態變量的精確控製,這是一個非常巧妙的問題。作者們通過清晰的推導和直觀的圖示,讓我理解瞭如何利用開關的頻率和占空比來“模擬”齣連續的控製效果,甚至能夠達到比連續控製器更高的性能。這種“化零為整”的智慧,讓我對工程設計有瞭新的認識。 閱讀這本書的過程,也是一個不斷挑戰自我的過程。書中的數學推導非常嚴謹,需要對非綫性動力學、穩定性理論以及控製理論有相當的積纍。有時候,我會反復閱讀某個定理的證明,嘗試用自己的話來復述,確保真正理解瞭其中的邏輯。這種紮實的理論功底,是設計齣可靠、有效的非綫性控製器的基石。而且,書中還涉及瞭一些前沿的控製方法,這讓我對未來的研究方嚮有瞭更清晰的規劃。 總的來說,《非綫性係統的不連續控製》是一本非常“硬核”的書籍,它要求讀者具備深厚的理論功底,但同時,它也為讀者提供瞭一個探索復雜係統控製的強大工具箱。這本書不僅僅是關於理論,更是關於如何將理論轉化為實踐,如何理解和駕馭那些在我們日常生活中無處不在卻又難以捉摸的非綫性、不連續係統。對於那些渴望在控製領域有所建樹的專業人士,這本書絕對是不可多得的寶藏。

評分

初次翻閱這本書,就被其“不連續”三個字深深吸引。在我的認知裏,大部分物理過程都是連續變化的,但現實世界遠比我們想象的要復雜和“粗糙”。《非綫性係統的不連續控製》這本書,就像一位經驗豐富的嚮導,帶領我穿越瞭非綫性控製領域那片復雜的地貌,尤其是那些充滿“斷崖”和“跌宕”的不連續區域。 書中對於如何設計能夠應對係統狀態突變、控製器信號跳變等不連續特性的控製策略,進行瞭非常詳盡的闡述。我特彆對書中關於“事件觸發控製”的介紹印象深刻。這種控製方式,隻在特定的“事件”發生時纔進行控製器的更新,大大減少瞭計算量,對於資源受限的嵌入式係統,或者需要高效響應的應用場景,簡直是福音。這讓我開始思考,很多時候,我們追求的是“恰到好處”的控製,而不是“無時無刻”的乾預。 作者們在講解理論時,非常注重數學的嚴謹性,但同時又不失工程的直觀性。我記得書中對於“穩定性分析”的部分,不僅給齣瞭嚴格的數學證明,還輔以大量的圖示,幫助我理解不同類型的穩定性以及如何通過控製器的設計來保證係統的穩定性。這一點非常重要,因為對於非綫性係統,尤其是含有不連續性的係統,穩定性分析往往比綫性係統要復雜得多。 閱讀這本書的過程,就像是在進行一場思維的“極限運動”。每一次突破一個難點,每一次理解一個新概念,都讓我感到一種智力上的滿足感。書中的內容涵蓋瞭從基礎理論到前沿研究的多個方麵,對於我來說,它不僅是一本教科書,更是一份持續的靈感來源。我開始嘗試用書中的一些方法去分析和解決我工作中的一些實際問題,效果顯著。 總的來說,《非綫性係統的不連續控製》是一部極具深度和廣度的學術著作,它係統地梳理瞭非綫性係統中不連續性帶來的挑戰,並提供瞭有效的解決方案。這本書對於那些希望深入理解和掌握復雜係統控製的讀者來說,無疑是一筆寶貴的財富。它不僅僅是理論知識的傳遞,更是思維方式的啓迪,讓我能夠以一種更全麵、更深刻的方式去認識和控製這個充滿“驚喜”的世界。

評分

這本書就像一位飽經風霜的智者,用他深邃的目光審視著那些“難以捉摸”的動態世界,並用他樸實而又深刻的語言,揭示著控製這些世界的奧秘。《非綫性係統的不連續控製》這本書,徹底改變瞭我對控製理論的認知。在此之前,我總覺得控製就是讓係統“乖乖聽話”,而這本書讓我明白,很多時候,係統本身就充滿瞭“個性”和“脾氣”,不連續性的存在更是傢常便飯。 我特彆喜歡書中對於“不連續性”的分類和處理方式。它不是簡單地將不連續性視為“麻煩”,而是將其看作是係統內在的特徵,並提齣瞭針對性的控製策略。比如,書中關於“狀態跳變”的處理,如何設計控製器在係統狀態發生突然變化時,依然能夠快速地將其拉迴到期望的軌跡上,這對於很多高危係統(如核電站的緊急停堆係統)來說,至關重要。我開始意識到,很多現實世界中的復雜現象,如碰撞、摩擦、相變等,都可以歸結為不連續性,而這本書為我們提供瞭一個統一的框架來理解和控製它們。 書中對一些經典的不連續控製方法的深入講解,如最優控製、模糊邏輯控製等,以及對一些新興方法的探討,都讓我受益匪淺。特彆是作者們在闡述理論時,往往會結閤一些具體的工程實例,例如伺服電機控製、航空航天中的姿態控製等,這使得原本抽象的理論變得生動形象,也讓我能夠更容易地將書中的知識與實際工程問題聯係起來。我開始嘗試將書中的一些控製思想應用到我的研究項目中,並取得瞭意想不到的效果。 這本書的閱讀體驗非常棒。作者們語言簡潔明瞭,邏輯清晰,即使麵對復雜的數學推導,也能做到循序漸進,讓讀者在理解理論的同時,也能感受到知識的魅力。而且,書中對於如何分析和評估不連續控製器的性能,也給齣瞭詳細的指導,這對於確保控製係統的穩定性和可靠性至關重要。我尤其欣賞書中對於“魯棒性”的強調,在麵對不確定性和外部擾動時,一個魯棒的控製器能夠保證係統的性能不受太大影響。 總而言之,《非綫性係統的不連續控製》是一本集理論深度、工程實用性與啓發性於一體的優秀著作。它不僅為我們提供瞭一套係統的不連續控製理論,更重要的是,它教會我們如何以一種全新的視角去理解和駕馭那些看似“桀驁不馴”的復雜係統。對於任何希望在非綫性控製領域深入鑽研的讀者,我都毫不猶豫地推薦這本書。

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