復雜非綫性係統的模糊控製 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王迎春，楊珺，楊東升 著

圖書標籤:

• 模糊控製
• 非綫性係統
• 復雜係統
• 控製理論
• 自適應控製
• 智能控製
• 優化算法
• 建模與分析
• 係統工程
• 工程應用

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030257611

商品編碼：29692316385

包裝：平裝

齣版時間：2009-10-01

基本信息

書名:復雜非綫性係統的模糊控製

定價：40.00元

售價：27.2元,便宜12.8元,摺扣68

作者:王迎春,楊珺,楊東升

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2009-10-01

ISBN：9787030257611

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.259kg

編輯推薦

本書從模糊控製的角度齣發，采用模糊方法進行復雜非綫性係統的分析和綜閤問題的研究。主要基於模糊模型，采用Lyapunov穩定性理論和綫性矩陣不等式(LMI)等技術，對復雜非綫性係統的模糊網絡控製、混沌同步控製和模糊*控製等控製問題進行瞭研究，給齣瞭一些新的研究成果。本書可作為高等學校自動化、電氣工程及其自動化、測控技術以及自動控製等相關專業高年級本科生、研究生教材，同時也可供相關學科和工程技術人員作為參考書使用。

內容提要

本書係統地研究瞭復雜非綫性係統的模糊控製理論和相關的應用問題。全書共分為9章。章介紹瞭復雜非綫性係統的模糊控製的發展狀況，並分彆分析瞭網絡環境下的非綫性係統的模糊控製問題、帶有混沌行為的非綫性係統的模糊同步控製和帶有*擾動的非綫性(時滯)係統的控製問題；第2～4章詳盡地研究瞭基於模糊模型的復雜非綫性係統的網絡控製問題：第5～6章分彆研究瞭帶有混沌行為的兩個不同結構非綫性係統的同步控製問題和帶有時滯的非綫性係統的模糊同步控製問題；第7～9章研究瞭基於模糊模型的未知*非綫性係統控製問題和含有時滯*模糊係統的時滯依賴保成本控製問題。
本書可作為高等學校自動化、電氣工程及其自動化、測控技術以及自動控製等相關專業高年級本科生、研究生教材，同時也可供相關學科和工程技術人員作為參考書使用。

目錄

作者介紹

文摘

序言

復雜非綫性係統的模糊控製：探索智能決策的奧秘 在現代科技飛速發展的浪潮中，越來越多的係統展現齣其內在的復雜性和非綫性特徵。從飛機姿態控製到機器人運動規劃，從化工過程的精確調控到經濟模型的預測分析，復雜非綫性係統已滲透到我們生活的方方麵麵。然而，這些係統的內在動力學往往難以用簡潔的數學模型精確描述，傳統控製理論在麵對高度不確定、參數時變甚至時滯的復雜環境時，常常顯得力不從心。這正是模糊控製技術應運而生的重要背景。 本書《復雜非綫性係統的模糊控製》並非一本簡單介紹模糊邏輯基本原理的教科書，它旨在深入探討如何利用模糊控製的思想和方法，去理解、設計和實現對那些棘手、難以駕馭的復雜非綫性係統的有效控製。本書的核心目標是揭示模糊控製作為一種“軟計算”方法，如何在信息不完全、模型不精確的情況下，依然能夠提供魯棒、高效且具有一定智能性的解決方案。 什麼是復雜非綫性係統？ 在展開模糊控製的具體應用之前，我們有必要清晰地認識“復雜非綫性係統”的內涵。這類係統通常具備以下一個或多個特徵： 非綫性： 係統輸齣與輸入之間的關係不是簡單的綫性疊加，而是包含指數、三角函數、乘積等非綫性項。這意味著係統的響應不是成比例的，放大輸入信號可能導緻輸齣急劇變化，甚至不穩定。 多變量耦閤： 係統中存在多個輸入和輸齣，並且這些變量之間相互關聯，一個變量的變化會影響到其他變量的狀態，使得係統具有高度的耦閤性。 時變性： 係統的參數或動態特性會隨著時間而改變，例如飛行器在不同高度和速度下的空氣動力學參數不同，工業生産中的催化劑會老化。 不確定性： 係統模型中存在未知的乾擾、傳感器噪聲、執行器誤差，或者由於對係統機理的理解不足而引入的模型誤差。 滯後性： 係統的輸齣響應相對於輸入信號存在延遲，這種延遲可能是固定的，也可能是隨時間和工況變化的。 奇異性或不連續性： 係統在某些工作點或狀態下可能齣現行為的突變，例如摩擦力引起的開關現象，或者由邏輯判斷引起的切換。 全局穩定性難以保證： 對於許多非綫性係統，即使在局部存在穩定工作點，也難以保證在任意初始條件下都能達到期望狀態，甚至可能齣現混沌等復雜行為。 這些特徵使得基於傳統綫性化模型和精確數學模型的控製方法在實際應用中麵臨巨大挑戰。例如，對一個高精度飛行器的控製，由於其氣動特性在不同飛行狀態下差異巨大，綫性化模型隻能在局部有效，一旦離開工作點，控製性能將急劇下降，甚至導緻失控。同樣，對於復雜的化學反應過程，溫度、壓力、濃度等因素的相互影響以及反應速率的非綫性變化，使得基於化學動力學方程設計的PID控製器往往無法達到最佳效果。 模糊控製的魅力何在？ 麵對這些挑戰，模糊控製提供瞭一種截然不同的思考方式。它藉鑒瞭人類的模糊思維和經驗判斷，試圖在不精確的信息中做齣智能決策。其核心思想在於： 1. 模糊化（Fuzzification）： 將精確的輸入數值，如溫度、速度、誤差等，轉化為模糊語言變量，例如“溫度很高”、“速度較快”、“誤差為零”。這個過程通過隸屬度函數來完成，它描述瞭一個精確數值屬於某個模糊集閤的程度。 2. 模糊推理（Fuzzy Inference）： 基於預設的模糊規則庫（例如“如果溫度很高且壓力正常，則降低加熱功率”），對模糊化的輸入進行邏輯推理，得到模糊輸齣。這些規則通常來源於專傢的知識、工程經驗或對係統行為的觀察。 3. 解模糊（Defuzzification）： 將模糊推理得到的模糊輸齣，轉化為精確的控製量，例如實際的加熱功率值、電機轉速指令等，以便於控製器執行。 這種“先模糊後精確”的策略，使得模糊控製在處理復雜非綫性係統時，展現齣獨特的優勢： 無需精確模型： 模糊控製不要求對被控對象有精確的數學模型。它更多地依賴於專傢的知識和對係統行為的理解，通過構建模糊規則來描述係統的控製策略。這對於那些模型難以建立或模型參數難以確定的係統尤為重要。 魯棒性強： 由於其模糊化的處理方式，模糊控製器對輸入信號的微小變化或係統參數的輕微波動具有較好的容忍度，能夠保持相對穩定的控製性能。 易於理解和實現： 模糊規則的錶述方式與人類的語言和思維模式相似，使得控製器設計者和操作人員更容易理解和接受。同時，其結構相對簡單，便於編程實現。 處理非綫性特徵： 模糊規則可以自然地描述非綫性關係，例如“當誤差很大時，強力調整；當誤差很小時，微調”。通過巧妙設計模糊規則，可以有效地逼近復雜的非綫性動態。 適應性： 雖然經典模糊控製是固定規則的，但可以通過在綫調整隸屬度函數或規則庫，實現一定程度的自適應能力，從而應對參數變化和外部乾擾。 本書將探討什麼？ 《復雜非綫性係統的模糊控製》一書將圍繞上述核心思想，深入剖析模糊控製在復雜非綫性係統中的應用。本書並非僅僅停留在理論層麵，而是強調理論與實踐的結閤，力求為讀者提供一個清晰的認知框架和實用的技術指南。 具體而言，本書將重點關注以下幾個方麵： 模糊邏輯基礎與模糊推理機製的深化理解： 從最基本的模糊集閤、隸屬度函數概念齣發，逐步深入到各種模糊推理方法，如Mamdani型推理、Sugeno型推理等，並分析它們在不同場景下的適用性。本書將解釋如何根據係統的特點選擇閤適的模糊化和解模糊方法，以及如何構建有效的隸屬度函數和規則庫。 復雜非綫性係統模型的理解與模糊化錶達： 盡管不需要精確模型，但對被控對象的行為模式的定性或半定量理解是至關重要的。本書將探討如何從係統行為描述、專傢經驗或仿真數據中提取有用的信息，並將其轉化為模糊控製器的輸入和輸齣。我們將討論如何識彆係統中的關鍵影響因素，並設計相應的模糊變量。 模糊控製器的設計方法與策略： 書中將詳細介紹幾種主要的模糊控製器設計策略，包括基於經驗的模糊控製器設計、基於模型的模糊控製器設計（即使模型不精確，也可以利用其部分信息），以及近年來發展起來的自適應模糊控製、模糊滑模控製等。我們將分析不同設計方法在處理係統非綫性、不確定性、時變性等方麵的優劣。 模糊控製器的性能分析與穩定性理論： 對於任何控製係統，性能的評估和穩定性的保證都是核心問題。本書將介紹如何利用模糊邏輯分析工具，對模糊控製器的魯棒性、收斂性等進行分析。在一些情況下，我們還將引入穩定性分析的數學工具，探討如何證明模糊控製係統的穩定性，特彆是在非綫性情況下。 模糊控製在典型復雜非綫性係統中的應用案例： 本書將選取一係列具有代錶性的復雜非綫性係統作為應用案例，例如： 飛行器姿態與軌跡控製： 探討如何利用模糊控製處理高空高速飛行器氣動特性的劇烈變化，以及外部擾動的影響。 機器人動力學控製： 分析如何利用模糊控製實現多自由度機器人的精確軌跡跟蹤和末端執行器控製，應對其復雜的非綫性動力學模型和環境不確定性。 化工過程控製： 演示如何利用模糊控製對具有強耦閤、非綫性和時滯的化工反應過程進行優化調控，提高産品收率和質量。 電力係統穩定性控製： 探討模糊控製在應對電力係統動態變化和突發故障時的作用，提高電網的魯棒性。 交通流量與智能交通係統： 分析模糊控製在交通信號優化、車輛路徑規劃等方麵的應用，提高交通效率。 生物醫學工程中的應用： 例如，模擬人體的某些生理過程，或實現對醫療設備的精確控製。 通過這些具體的案例分析，讀者將能夠更直觀地理解模糊控製的原理和方法，並學會如何將其應用於實際工程問題中。 高級模糊控製技術與前沿發展： 除瞭經典模糊控製，本書還將觸及一些更高級的模糊控製技術，如： 自適應模糊控製： 當係統參數變化較大或未知時，如何通過在綫調整模糊規則或隸屬度函數來適應係統變化。 模糊神經網絡（FNN）： 將模糊邏輯與神經網絡相結閤，實現學習能力和模糊推理能力的融閤，以更強大的方式處理復雜問題。 模糊滑模控製： 結閤滑模控製的魯棒性和模糊控製的靈活性，設計齣對參數不確定性和外部擾動都具有高魯棒性的控製器。 模糊模型預測控製（FMPC）： 將模糊模型與模型預測控製相結閤，在預測模型不精確的情況下，依然能夠實現滾動優化控製。 本書的編寫團隊擁有豐富的理論研究和工程實踐經驗，力求以清晰的邏輯、嚴謹的論述和豐富的實例，為廣大從事自動化、控製工程、人工智能、以及相關領域的研究人員、工程師和學生，提供一份寶貴的參考資料。 掌握復雜非綫性係統的模糊控製技術，意味著我們能夠以一種更靈活、更智能的方式，去駕馭那些曾經被視為難以逾越的工程難題。這本書將是您探索智能決策，實現精準控製的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

作者的寫作風格是那種典型的、內斂而又充滿激情的學者風格。他很少使用華麗的辭藻來粉飾晦澀的數學概念，而是力求用最精準、最簡潔的語言去描述物理現實和數學關係。這種風格的優點在於，它極大地尊重瞭讀者的智力水平，不進行多餘的解釋，而是專注於邏輯的嚴密性。然而，正是這種極緻的嚴謹性，也給初次接觸此領域的讀者帶來瞭一定的挑戰。某些證明過程的跳躍性略大，如果讀者對基礎的泛函分析或優化理論不夠熟稔，可能需要頻繁地迴溯參考其他資料。可以說，這本書更像是一位經驗豐富、知識儲備深厚的導師，他為你指明瞭方嚮，並為你鋪設好瞭主乾道，但小徑上的灌木叢需要你自己去清理和探索。它適閤那些已經具備紮實數學背景，並渴望深入鑽研控製理論前沿的專業人士。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，我認為不僅在於其對現有控製理論的係統性梳理，更在於它對未來研究方嚮的一種隱性引導。在最後的章節，作者沒有急於總結，而是將筆鋒轉嚮瞭“智能融閤”和“不確定性下的最優決策”等更宏大的議題，這部分內容雖然篇幅不長，但其前瞻性極強。它不再糾結於某個特定算法的優劣，而是探討瞭如何構建一個能夠自我學習和適應未來未知擾動的控製框架。這種從“解決已知問題”到“構建適應未來”的思維轉變，極大地拓寬瞭我的視野，讓我認識到，控製科學的邊界遠比我原先想象的要廣闊得多。讀完這本書，我不僅獲得瞭解決特定問題的工具集，更重要的是，獲得瞭一種看待復雜係統挑戰的新視角和研究的內生驅動力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計著實讓人眼前一亮，那深邃的藍色封皮，配上銀色的燙金字體，透露齣一種嚴謹而又不失現代感的學術氣息。光是拿到手裏摩挲著那微微泛著磨砂質感的封麵，就仿佛已經提前進入瞭那個充滿數學模型和復雜邏輯的知識殿堂。內頁的紙張選擇也非常考究，米白色的紙張減少瞭閱讀時的視覺疲勞，即便是長時間沉浸其中，眼睛也不會感到過於酸澀。印刷的清晰度無可挑剔，即便是那些密密麻麻的希臘字母和矩陣公式，也展現齣瞭銳利的邊緣，這對於需要反復推敲公式細節的讀者來說，無疑是一個巨大的福音。封麵設計上那個抽象的、環環相扣的圖案，似乎在暗示著書中對係統內在復雜性的深入剖析和互聯互通的解決思路。整體來看，這本書在物理形態上就成功地建立瞭一種高質量的閱讀預期，讓人從觸覺和視覺上都對接下來的閱讀內容充滿瞭期待，它不僅僅是一本工具書，更像是一件精心製作的工藝品，體現瞭齣版方對學術嚴謹性的尊重。

評分☆☆☆☆☆

翻開目錄的那一刻，我立刻被章節的編排邏輯所吸引。作者顯然是花費瞭大量心思在知識的遞進和邏輯的銜接上，不是簡單地堆砌概念。它從基礎的係統辨識理論開始，循序漸進地引入瞭非綫性現象的數學刻畫，這為後續的控製策略設計打下瞭堅實的基礎。最妙的是，它沒有急於跳入高深的控製算法，而是用相當大的篇幅去探討瞭“模糊集”在處理不確定性和人類經驗知識方麵的獨特優勢，將理論的抽象性與工程的直觀性完美地結閤起來。這種由淺入深、層層遞進的結構，使得我這個對該領域並非初學者，但對特定子模塊還存在模糊認識的讀者，也能迅速找到知識的錨點，建立起清晰的知識框架。更令人稱贊的是，某些關鍵章節的標題設置極具引導性，比如“從經驗法則到自適應結構的躍遷”，寥寥數字便概括瞭該部分的核心思想，這種精煉的概括能力，體現瞭作者深厚的學術功底和卓越的錶達能力。

評分☆☆☆☆☆

閱讀過程中，作者在案例分析和實例論證上的處理方式，達到瞭教科書級彆的典範。很多控製理論的書籍往往在理論推導後戛然而止，留給讀者巨大的實踐鴻溝，但這本書則不同，它似乎預料到瞭讀者在實際應用中可能遇到的陷阱。在闡述瞭某種先進控製算法之後，緊接著就會提供一個基於經典工程問題（比如機械臂的柔順控製或化工過程的溫度調節）的仿真驗證。這些仿真案例不僅展示瞭算法的有效性，更重要的是，它詳細剖析瞭參數調整對係統穩定性和性能的影響麯綫，甚至討論瞭傳感器噪聲和執行器延遲等實際工程約束下的魯棒性錶現。這種“理論-仿真-分析”三位一體的講解模式，極大地增強瞭知識的可操作性，讓那些原本隻停留在紙麵上的復雜數學公式，真正活瞭起來，轉化為瞭可操作、可驗證的工程解決方案。