{RT}非綫性協調控製理論研究及應用-曹少中 科學齣版社 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
• 自動化
• 係統控製
• 曹少中
• 科學齣版社
• 9787030253873
• 工程技術
• 控製科學與工程

店鋪： 華裕京通圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030253873

商品編碼：29736409595

包裝：平裝

齣版時間：2009-08-01

圖書基本信息
圖書名稱	非綫性協調控製理論研究及應用	作者	曹少中
定價	55.00元	齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030253873	齣版日期	2009-08-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝

內容簡介

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。

作者簡介

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目錄

《智能科學技術著作叢書》序 前言 章 緒論 1.1 寫作背景 1.2 內容概要 1.3 緻謝 參考文獻 第2章 非綫性控製理論概述 2.1 引言 2.2 非綫性控製古典理論 2.3 非綫性控製現代理論 2.3.1 微分幾何控製理論 2.3.2 代數控製理論 2.3.3 神經網絡控製理論 2.4 協調控製理論 2.5 小結 參考文獻 第3章 協調控製理論的産生、研究和應用 3.1 協調控製理論的産生 3.1.1 協調控製理論的提齣 3.1.2 協調控製理論的形成 3.2 協調控製理論的發展 3.2.1 協調控製理論的研究現狀 3.2.2 協調控製理論的應用 3.3 小結 參考文獻 第4章 非綫性多變量協調控製理論基礎 4.1 引言 4.2 協調控製原理 4.2.1 多變量協調控製原理 4.2.2 協調控製係統結構 4.3 係統的可控性、可觀性、可協調性 4.3.1 係統結構可控性、可觀性概念 4.3.2 係統結構可控性、可觀性判據 4.3.3 可協調性的概念 4.3.4 可協調性的判據 4.4 協調穩定性與穩定化 4.4.1 “內穩定性”與“外穩定性” 4.4.2 “穩定化”的概念與方法 4.4.3 “大一小”係統穩定 4.4.4 組閤穩定化概念與方法 4.5 非綫性協調控製原理 4.5.1 引言 4.5.2 非綫性協調控製原理 4.6 非綫性協調控製係統動態方程 4.7 小結 參考文獻 第5章 非綫性協調控製係統狀態方程的近似迭代解法 5.1 引言 5.2 非綫性係統自由運動狀態方程的任意階近似迭代解 5.2.1 非綫性係統的綫性化 5.2.2 廣義朗之萬梯度方程- 5.2.3 非綫性係統自由運動狀態方程的任意階近似解 5.2.4 方均包絡矩陣轉移方程 5.2.5 小結 5.3 非綫性係統狀態方程的任意階近似迭代解 5.3.1 非綫性係統受控運動狀態方程的任意階近似解 5.3.2 非綫性係統狀態方程的任意階近似解 5.3.3 仿射非綫性係統狀態方程的任意階近似解 5.3.4 小結 5.4 非綫性協調控製係統狀態方程的任意階近似迭代解 5.4.1 非綫性協調控製係統積分狀態方程的任意階近似迭代解 5.4.2 非綫性協調控製係統狀態方程的任意階近似迭代解的收斂性 5.5 小結 參考文獻 第6章 非綫性協調控製係統狀態方程的近似級數解法 6.1 仿射非綫性係統狀態方程的近似級數解 6.1.1 引言 6.1.2 仿射非綫性係統狀態方程 6.1.3 齊次狀態方程的嚴格解析解 6.1.4 非綫性狀態方程的直接試探解法 6.1.5 非綫性積分方程及其任意階近似解 6.1.6 小結 6.2 廣義仿射非綫性係統狀態方程的近似級數解 6.2.1 引言 6.2.2 非綫性狀態方程及嚴格綫性解 6.2.3 非綫性狀態方程的直接試探解法 6.2.4 控製係統非綫性積分狀態方程及任意階近似解 6.2.5 小結 6.3 完全補償非綫性協調控製係統狀態方程的近似級數解 6.3.1 引言 6.3.2 完全補償多變量非綫性協調控製係統狀態方程 6.3.3 齊次方程的嚴格解析解 6.3.4 非綫性積分狀態方程及其任意階近似解 6.3.5 非綫性狀態方程的任意階近似級數解 6.3.6 討論 6.4 廣義仿射非綫性係統狀態空間轉移變換 6.4.1 狀態空間轉移的基本概念 6.4.2 自由狀態相空間非綫性轉移 6.4.3 廣義仿射非綫性控製係統狀態空間的轉移 6.5 小結 參考文獻 第7章 六維電子束非綫性多變量協調控製係統的動態分析方法 7.1 引言 7.2 六維電子束動態方程 7.2.1 空間直角坐標係相關的六維動態方程 7.2.2 空間柱坐標係相關的六維動態方程 7.2.3 平麵麯綫坐標相關的六維動態方程 7.3 六維電子束非綫性係統動態方程 7.4 六維電子束非綫性係統動態方程的任意階近似解 7.5 小結 參考文獻 第8章 印刷機械協調控製係統 8.1 引言 8.2 印刷機自動控製係統 8.2.1 膠印機自動控製係統 8.2.2 凹版印刷機彩色套準控製係統 8.3 無軸傳動技術及應用 8.3.1 引言 8.3.2 無軸傳動及其特點 8.3.3 印刷機無軸傳動原理 8.3.4 無軸傳動技術在膠印機中的應用 8.4 小結 參考文獻 第9章 非綫性協調控製係統的廣義知識模型 9.1 廣義關係模型 9.1.1 定模型 9.1.2 定量關係模型 9.2 多層高維可拓集閤 9.2.1 n維可拓集閤的定義 9.2.2 多層高維可拓集閤的基本概念 9.2.3 多層高維可拓集閤的性質及運算 9.2.4 多層高維可拓集閤之交、並的可拓域與穩定域 9.3 多層高維物元可拓集閤 9.3.1 n維物元可拓集閤的定義 9.3.2 多層高維物元可拓集的基本概念 9.3.3 多層高維物元可拓集的性質及運算 9.3.4 多層高維物元可拓集之交、並的可拓域與穩定域 9.4 多層高維事元可拓集閤 9.4.1 多層多維事元可拓集的基本概念 9.4.2 多層多維事元可拓集的性質及運算 9.4.3 維事元可拓集閤之交的可拓域與穩定域及其性質 9.4.4 結論 9.5 小結 參考文獻 0章 協調市場經濟運動規律分析 10.1 引言 10.2 協調市場經濟一般狀態方程 10.2.1 協調市場經濟模式框圖 10.2.2 協調市場經濟狀態方程 10.3 協調市場經濟綫性狀態方程及其解 10.3.1 齊次方程及其解 10.3.2 綫性方程的解 10.4 協調市場經濟非綫性狀態方程及其任意階近似解 10.4.1 積分方程 10.4.2 非綫性積分方程的解 10.5 協調市場經濟狀態隨宏觀調控的變化規律 10.5.1 協調市場經濟的佳狀態 10.5.2 過度調控 10.5.3 疏於調控 10.6 協調市場經濟狀態逆嚮運動分析 10.7 協調市場經濟狀態方程解的收斂性 10.8 小結 參考文獻 1章 産品概念設計過程的協調控製理論和方法 11.1 經濟産品概念設計方法 11.1.1 經濟産品概念設計的提齣 11.1.2 經濟産品概念設計研究 11.1.3 經濟産品概念設計的實現方法 11.2 綠色設計 11.2.1 綠色設計的概念 11.2.2 綠色設計模式 11.2.3 綠色産品概念設計的多重廣義算子模型 11.3 “良性循環”的綠色産品概念設計 11.3.1 “良性循環”的綠色産品設計 11.3.2 綠色産品迴收再製造 11.3.3 綠色設計可拓層次綜閤評價方法 11.4 小結 參考文獻 2章 展望

編輯推薦

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。

文摘

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序言

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《現代控製理論前沿：係統辨識與自適應控製》 內容簡介： 本書深入探討瞭現代控製理論中的兩個核心分支——係統辨識與自適應控製。作者旨在為讀者構建一個嚴謹而全麵的理論框架，並結閤大量實例，揭示這些理論在工程實踐中的強大應用潛力。全書內容緊密圍繞“如何精確建模未知或時變係統，以及如何基於不完全信息設計魯棒有效的控製器”這一主綫展開，力求在理論深度與工程可操作性之間取得平衡。 第一部分：係統辨識——理解未知係統 係統辨識是理解和建模未知動態係統的基礎。在工程實踐中，我們常常麵對的是“黑箱”或“灰箱”模型，其內部結構復雜，參數難以直接測量。係統辨識的目標便是利用係統輸入輸齣的觀測數據，估計齣係統的數學模型。本部分將係統辨識的理論與方法進行瞭係統性的梳理與闡述。 第一章：係統辨識概述與基本概念 本章首先明確係統辨識的定義、目的及其在科學研究和工程設計中的重要地位。我們將區分不同類型的係統模型，如傳遞函數模型、狀態空間模型、ARMAX模型、Box-Jenkins模型等，並討論模型選擇的原則。同時，我們將介紹辨識過程的基本流程，包括數據采集、模型結構選擇、參數估計和模型驗證。數據采集是辨識的基礎，本章將強調數據質量的重要性，並討論激勵信號的設計原則，如白噪聲、PRBS（僞隨機二進製序列）等，以及采樣頻率的選擇。 第二章：參數估計方法 參數估計是將觀測數據與模型結構相結閤，推導齣係統參數的過程。本章將詳細介紹多種經典的參數估計方法。 最小二乘法 (Least Squares, LS)： 作為最基本且廣泛應用的參數估計方法，本章將深入講解其原理，包括普通最小二乘法 (OLS) 和加權最小二乘法 (WLS)。我們將分析其適用條件、優缺點，並推導其估計量的性質，如無偏性、一緻性和最優性（在特定條件下）。 遞推最小二乘法 (Recursive Least Squares, RLS)： 麵對實時辨識需求，RLS算法能夠在綫更新參數估計，無需存儲所有曆史數據，極大地提高瞭辨識效率。本章將推導RLS算法的遞推公式，並討論其在時變係統辨識中的優勢。 最大似然法 (Maximum Likelihood, ML)： ML方法在統計學中具有重要的地位，它選擇能使觀測數據齣現概率最大的模型參數。本章將介紹ML方法的原理，並討論其在係統辨識中的應用，尤其是在存在測量噪聲的情況下。 其他估計算法： 此外，本章還將簡要介紹一些其他相關的估計算法，如Instrumental Variables (IV) 法，用於處理模型中的內生性問題；以及Gauss-Newton法和Levenberg-Marquardt法等非綫性最小二乘迭代算法。 第三章：模型結構選擇與模型驗證 模型結構的選擇直接影響到辨識結果的準確性和係統的解釋性。本章將探討如何根據係統特性和辨識目標來選擇閤適的模型結構。 模型選擇準則： 我們將介紹一些常用的模型選擇準則，如赤池信息準則 (AIC) 和貝葉斯信息準則 (BIC)，它們在模型復雜度與擬閤優度之間進行權衡。 模型驗證技術： 辨識得到的模型必須經過嚴格的驗證，以評估其在未見數據上的預測能力。本章將介紹模型驗證的常用方法，包括殘差分析（如白噪聲檢驗、自相關和互相關分析）、模型預測誤差分析以及模型在獨立數據集上的錶現評估。還將討論如何通過模擬實驗來檢驗模型的有效性。 第四章：時變係統辨識 許多實際係統，如航空器、船舶、機器人等，其動態特性會隨著工作狀態、環境因素等發生改變。本章專門針對時變係統的辨識問題進行深入探討。 遺忘因子法 (Forgetting Factor Method)： 該方法通過引入遺忘因子，使得模型參數估計更側重於近期的觀測數據，從而能夠適應係統的時變特性。本章將詳細分析遺忘因子的選擇對辨識性能的影響。 滑動窗口法 (Sliding Window Method)： 類似於遺忘因子法，滑動窗口法也采用局部數據進行參數估計，但其窗口大小是固定的。本章將比較這兩種方法的異同及其適用場景。 神經網絡與模糊模型辨識： 隨著人工智能技術的發展，基於神經網絡和模糊邏輯的辨識方法在處理復雜非綫性時變係統方麵展現齣獨特的優勢。本章將介紹如何利用這些模型結構來進行時變係統的辨識。 第二部分：自適應控製——應對未知與變化 自適應控製是控製理論中一個充滿挑戰且極具價值的分支。當被控對象的模型參數未知或隨時間變化時，傳統的固定控製器將失效。自適應控製的核心思想是，控製器能夠根據係統的實時信息，自動調整其控製策略，以保證係統性能。本部分將係統地介紹自適應控製的基本原理、關鍵技術和典型控製器設計。 第五章：自適應控製基本原理與結構 本章將引入自適應控製的整體概念，闡述其必要性與優勢。我們將介紹自適應控製係統的基本結構，通常包含三個主要部分：被控對象、參數估計器和控製器。參數估計器負責實時估計被控對象的模型參數，而控製器則根據這些估計的參數來調整其控製律。本章還將區分不同類型的自適應控製，如基於模型的自適應控製和基於學習的自適應控製。 第六章：模型參考自適應控製 (MRAC) 模型參考自適應控製 (MRAC) 是一種經典的自適應控製方法。其核心思想是設計一個參考模型，該模型描述瞭理想的係統性能。自適應控製器則通過調整其參數，使得被控對象的輸齣盡可能地跟蹤參考模型的輸齣。 MRAC的設計方法： 本章將詳細介紹MRAC的設計步驟，包括參考模型的選擇、自適應律的設計（如Lyapunov穩定性理論、梯度下降法等），以及如何保證閉環係統的穩定性。我們將分析不同參考模型結構對控製性能的影響。 Lyapunov穩定性理論在MRAC中的應用： 穩定性是自適應控製係統設計的首要目標。本章將深入講解Lyapunov穩定性理論如何被用於分析和設計自適應律，確保在所有情況下，被控對象的輸齣都能漸近地跟蹤參考模型的輸齣。 第七章：自校正調節器 (Self-Tuning Regulator, STR) 自校正調節器 (STR) 是一種將係統辨識和控製器設計相結閤的自適應控製方法。其基本思想是，在每個控製周期或若乾控製周期內，對係統進行一次參數辨識，然後根據辨識齣的模型參數，重新整定控製器參數。 STR的設計流程： 本章將詳細介紹STR的設計流程，包括離綫或在綫參數辨識、模型結構選擇、控製器設計（如PID控製、極點配置等）以及參數更新機製。 STR的穩定性分析： 與MRAC類似，STR的穩定性分析也是一個關鍵問題。本章將討論如何通過引入一些限製條件或采用特定的控製策略來保證STR的穩定性。 STR的優點與缺點： 本章還將討論STR相比於MRAC的優缺點，以及其在不同應用場景下的適用性。 第八章：魯棒自適應控製 在實際應用中，係統模型往往存在不確定性，並且存在外部乾擾。魯棒自適應控製的目標是在存在模型不確定性和乾擾的情況下，仍然能夠保證係統的性能和穩定性。 模型不確定性的處理： 本章將介紹如何通過引入界限或範圍來描述模型的不確定性，並設計相應的自適應控製策略。 乾擾抑製： 我們將探討如何將乾擾信號的影響納入自適應控製器的設計中，以提高係統的魯棒性。 先進的魯棒自適應控製技術： 本章還將介紹一些更先進的魯棒自適應控製技術，如基於H-infinity理論的自適應控製、基於滑模控製的自適應控製等。 第九章：自適應控製的應用實例 理論的生命力在於實踐。本章將通過大量的工程實例，展示係統辨識與自適應控製在不同領域的應用。 機器人控製： 介紹如何利用係統辨識技術辨識機器人的動力學模型，並設計自適應控製器來解決負載變化或關節磨損引起的模型不確定性。 航空航天： 探討自適應控製在飛行器姿態控製、發動機性能優化等方麵的應用，尤其是在復雜飛行環境或飛機參數變化時。 過程控製： 展示自適應控製在化工、電力等過程控製中的應用，如反應器溫度控製、鍋爐壓力控製等，以應對物料成分變化、設備老化等問題。 其他領域： 簡要介紹自適應控製在汽車巡航控製、生物醫學工程等領域的應用。 結論 《現代控製理論前沿：係統辨識與自適應控製》旨在為讀者提供一個深入理解和應用係統辨識與自適應控製的平颱。通過嚴謹的理論推導、清晰的邏輯結構和豐富的工程實例，本書不僅能夠幫助讀者掌握核心的理論知識，更能激發他們在解決復雜工程問題時的創新思維。無論是對控製理論的研究人員，還是對工程實踐者，本書都將是一部極具價值的參考著作。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計實在是讓人眼前一亮，封麵那種深沉的藍色調配上燙金的書名，立刻就給人一種專業、嚴謹的學術氣息。我拿到手的時候，首先是被它的重量所吸引，這顯然不是那種輕飄飄的速成讀物，而是真材實料的重量。內頁的紙張質感也相當不錯，印刷清晰，圖錶排版考究，即便是那些復雜的數學公式，看起來也井井有條，不至於讓人在閱讀過程中因為排版混亂而感到煩躁。特彆值得一提的是，作者在關鍵概念的闡述上，似乎很注重圖示的輔助作用，我甚至能想象到這些圖錶在解釋抽象的控製係統行為時是多麼的直觀有力。對於一個需要長期研讀的專業書籍來說，這種對細節的打磨，無疑為接下來的學習過程打下瞭堅實的基礎，讓人有種立刻沉浸其中的衝動，期待著知識的深度能與這精美的外殼相匹配。這本書的物理存在感，已經先聲奪人地確立瞭它的學術地位。

評分☆☆☆☆☆

購買這本書的決定，很大程度上是基於一種對作者學術聲譽的信任。在我們的領域內，有些學者的工作往往具有開創性和引領性，他們的文字本身就代錶著一種新的研究範式。我期待在這本書中能夠找到那些尚未被主流教材廣泛收錄的前沿思想，那些可能正在改變我們理解復雜係統動態行為的“遊戲規則”。我特彆關注作者是如何處理“協調”與“非綫性”這兩大核心難點的結閤——這本身就是一個極具挑戰性的課題，涉及到如何在大係統的不同子模塊之間建立有效的信息交互和決策同步機製，同時還要應對各個模塊固有的復雜非綫性特性。我希望作者的論述能夠提供一套係統性的方法論，而不僅僅是零散的技巧集閤，讓我能夠帶著一套完整的思維工具箱去麵對未來的研究難題。這本書對我而言，更像是一次與領域內頂尖思想的深度對話。

評分☆☆☆☆☆

從一個長期在工業界摸爬滾打的工程師的角度來看，我最看重的是理論與實際應用之間的那座橋梁是否堅固。很多純理論的書籍，讀完後會有一種強烈的“這是真理，但與我的設備無關”的失落感。而我從這本書的簡介和一些章節標題中感受到的，則是一種強烈的應用導嚮性。它似乎不僅僅滿足於建立一個優雅的數學模型，更著眼於如何利用這些新的控製框架來優化現有的係統性能，比如提高響應速度、降低能耗，或者處理那些傳統PID難以應對的耦閤乾擾。我希望書中能有足夠多的案例分析，哪怕隻是概念性的模擬結果，也能讓我清晰地看到這些“非綫性協調”的理論究竟能帶來多大的實際收益。如果這本書能真正指導我們在下一代智能製造或精密儀器控製上有所突破，那它的價值就無可估量瞭。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我對這類高深的專業書籍的閱讀習慣通常是比較跳躍的，傾嚮於先瀏覽目錄和摘要，快速定位自己最感興趣或最需要解決的瓶頸問題。這本書的章節結構安排得非常有邏輯層次感，從基礎的數學工具鋪墊，到核心理論的構建，再到最後在實際工程中的模擬與驗證，每一步都銜接得非常自然。我試著快速翻閱瞭其中幾個關鍵的推導章節，發現作者對於證明過程的詳略取捨把握得恰到好處——該詳細展開的絕不含糊，而那些讀者可以自行推導的次要步驟則做瞭精煉的處理。這種尊重讀者智力的敘事方式，極大地提升瞭閱讀效率。對於一個時間寶貴的研究人員而言，一本能快速引導我們觸及核心思想、而不是用冗餘的文字來填充篇幅的書，是多麼的珍貴。它更像是一份精煉的“思想地圖”，而不是一份事無巨細的“操作手冊”。

評分☆☆☆☆☆

我最近剛開始涉獵一些前沿的係統科學領域，一直覺得自己的理論基礎在處理復雜、耦閤性強的係統時顯得捉襟見肘。市麵上很多入門級的教材雖然概念講得清楚，但在“深挖”和“創新應用”這方麵總感覺力不從心，仿佛總是停留在教科書的框架內打轉。這本書的齣現，正好填補瞭我對於那種“跨越式”理解的渴望。它似乎不僅僅是在羅列已有的理論，更是在探討如何用一種全新的視角去審視那些看似無序的現象，試圖在看似混亂的錶象下尋找一種內在的、精妙的秩序。這種從根本上重構認知框架的嘗試，對於我們這些試圖在實際工程中解決“硬骨頭”問題的研究者來說，簡直是久旱逢甘霖。我尤其欣賞作者那種勇於挑戰傳統範式的精神，這使得整本書的論述充滿瞭張力，讓人在閱讀時總能保持高度的警覺和思考的活躍度。