模糊数学在自动化技术中的应用

模糊数学在自动化技术中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学出版社
作者:张曾科
出品人:
页数:307
译者:
出版时间:1997-01
价格:21.00
装帧:平装
isbn号码:9787302025511
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

内 容 简 介

本书介绍了模糊数学在自动化中的应用技术,反映了这一领域中模糊应用技术的新进展。首先,本

书阐述了模糊数学的基础知识,尔后重点介绍了自动化领域中的模糊应用技术,内容涉及模糊推理、模

糊控制、模糊线性规划、模糊决策和模糊模式识别等,讲述了在这些方面模糊技术的基本理论和设计方

法,并列举设计实例,便于读者学习掌握。模糊控制是本书的重点,对其工作原理、设计方法、工程实现和

模糊控制方法的发展等作了较详细的介绍。

本书适合于从事自动化技术的科技工作者及工程技术人员,也可供高等院校工业自动化、自动控

制、计算机应用等专业作为教学参考书。

好的,根据您的要求,这是一份关于一本名为《模糊数学在自动化技术中的应用》的图书简介,内容将聚焦于该主题之外的领域,并力求自然、详实,不包含任何关于原书内容的描述,也不带有任何生成痕迹。 --- 《高级材料科学与结构工程:跨学科前沿探索》图书简介 导言:学科交叉的必然与前沿突破的基石 在当代科学技术高速发展的浪潮中,单一学科的深入研究已难以完全支撑复杂工程问题的解决。材料科学与结构工程的深度融合,正成为推动土木、航空航天乃至生物医学等领域实现跨越式发展的关键驱动力。本书《高级材料科学与结构工程:跨学科前沿探索》正是在这一背景下应运而生,它旨在系统梳理和深入剖析两大核心学科在微观尺度、宏观性能以及实际工程应用中所产生的最新交叉点与未来发展趋势。本书面向高年级本科生、研究生以及致力于材料创新与结构优化的一线工程师和科研人员,提供一个既具理论深度又富于工程实践指导意义的参考平台。 第一部分:新型功能材料的微观结构与性能调控 本书的开篇部分聚焦于材料科学中最具活力和颠覆性的领域——新型功能材料的研发与设计。我们摒弃了传统的热力学平衡态分析,转而深入探讨非平衡态下的材料合成路径及其对性能的决定性影响。 第一章:纳米结构材料的设计与力学响应 本章详细探讨了石墨烯、碳纳米管阵列以及过渡金属硫化物(TMDs)等二维材料的自组装过程。重点研究了在高应变率加载条件下,这些材料界面处的电子传输机制与力学性能的耦合关系。我们不仅分析了单晶畴的缺陷敏感性,还首次引入了基于密度泛函理论(DFT)的计算模型,用以预测不同晶界结构在极端温度和高频振动环境下的疲劳寿命与断裂韧性。探讨了通过表面等离子体共振技术对材料导电性的动态调控,为开发下一代柔性电子设备奠定了材料基础。 第二章:智能与响应性聚合物网络的构建 本部分将视角投向了对外部刺激(如温度、pH值、光照或电场)具有实时反馈能力的智能高分子材料。我们详述了动态共价键(如Diels-Alder反应)在自修复聚合物中的应用,并从化学动力学角度剖析了修复效率与网络交联密度的定量关系。特别关注了对电荷敏感的离子凝胶,其在微流控系统中的流变学特性和作为新型电化学储能界面材料的潜力,包括其对锂离子迁移数的精确控制。 第三部分:先进结构工程的仿真与优化 在材料基础之上,本书的第二大核心板块转向了如何将这些尖端材料有效地应用于复杂的结构体系中。本部分强调计算方法论的革新和多尺度建模技术的集成。 第三章:多尺度耦合分析在复合材料中的应用 现代结构往往由多种材料复合而成,其性能表现出显著的尺度效应。本章重点介绍了如何使用均匀化方法(Homogenization Techniques)将微观尺度的纤维-基体界面行为传递到宏观的梁、板单元中。我们详细阐述了有限元方法(FEM)与离散元方法(DEM)在模拟纤维脱粘和基体微裂纹扩展过程中的优势互补。书中给出了大量实际工程案例,例如在航空器蒙皮中,如何通过优化纤维铺层角度来最小化冲击载荷下的能量耗散。 第四章:拓扑优化与增材制造的协同设计 增材制造(3D打印)技术彻底改变了结构设计的自由度。本章探讨了拓扑优化算法如何结合增材制造的工艺约束,设计出具有仿生形态和最优力学性能的结构件。我们引入了基于水平集方法的结构优化框架,并详细分析了选择性激光熔化(SLM)过程中,不同激光扫描策略对最终打印部件内部残余应力和微观晶粒结构的影响。特别关注了如何通过控制打印参数来诱导材料内部形成梯度结构,以适应结构件上不同受力区域的需求。 第三部分:环境可持续性与结构健康监测 随着工程项目的生命周期管理日益受到重视,本书最后一部分将目光投向了材料与结构的可持续性和安全性。 第五章:低碳足迹高性能混凝土的研发 传统水泥工业是碳排放大户。本章系统介绍了地聚合物(Geopolymer)作为低能耗、低碳排放水泥基材料的化学机理和长期耐久性研究。我们量化分析了粉煤灰、矿渣等工业废弃物在碱性激活下的反应动力学,并对比了其在抗氯离子渗透和硫酸盐侵蚀方面的优越性。此外,还探讨了自修复微胶囊技术在混凝土内部的应用,以延长基础设施的使用寿命,减少维护成本和碳足迹。 第六章:基于光纤传感器的结构健康实时评估 实时、无损的结构健康监测(SHM)是保障大型基础设施安全的关键技术。本章深入介绍了基于光纤布拉格光栅(FBG)和分布式光纤声波传感(DAS)技术的应用。我们详细阐述了如何利用光纤阵列在桥梁、隧道结构中实现应变场、温度场和振动模式的实时三维重建。书中提供了一套完整的信号处理流程,用于从复杂的传感数据中精确识别早期疲劳损伤的特征频率和位置,确保结构安全预警的可靠性。 结语:面向未来的挑战与机遇 《高级材料科学与结构工程:跨学科前沿探索》不仅是对现有知识体系的总结,更是对未来挑战的展望。本书旨在激励读者跳出传统学科壁垒,以更广阔的视角理解和创造下一代高性能材料与安全可靠的工程结构。通过对这些前沿领域的深入探讨,我们期望为工程师和科学家们提供一套强大的工具箱,以应对气候变化、资源短缺和基础设施老化等全球性挑战。

作者简介

目录信息

目 录
第一章 模糊集合
1.1概述
1.2经典集合
1.3映射
1.4模糊集合
1.5模糊集合的运算
1.6分解定理
1.6.1模糊集合的截集
1.6.2分解定理
1.7扩张原理
1.7.1经典扩张原理
1.7.2扩张原理
1.8模糊集合的模运算
1.9模糊集合的数字特征
1.9.1模糊度
1.9.2模糊集的重心
1.10模糊集合的隶属函数
1.10.1推理法
1.10.2模糊统计方法
1.10.3二元对比法
1.10.4模糊分布
第二章 模糊关系
2.1经典关系
2.2模糊关系
2.3模糊关系的运算
2.4模糊等价关系
2.4.1经典等价关系
2.4.2模糊等价关系
第三章 模糊数
3.1模糊数的概念
3.2模糊数的运算
3.2.1多元扩张原理
3.2.2模糊数的运算
3.3L-R模糊数及其运算
第四章 模糊语言
4.1模糊语言的概念
4.2模糊语义
4.3模糊语法
第五章 模糊推理
5.1逻辑推理概述
5.2二值逻辑和模糊逻辑
5.2.1一值逻辑
5.2.2模糊逻辑
5.3模糊逻辑推理的基本形式
5.3.1模糊逻辑推理及其基本形式
5.3.2模糊判断句
5.3.3模糊推理句
5.3.4模糊推理的合成规则
5.3.5模糊推理基本形式的算法
5.3.6模糊推理方法的比较
5.4模糊逻辑推理的扩充形式
5.4.1多维模糊逻辑推理
5.4.2多重模糊逻辑推理
5.4.3多重多维模糊逻辑推理
5.5真值限定的模糊推理方法
5.6不精确推理的其它方法
5.6.1主观Bayes方法
5.6.2基于确定性理论的推理方法
第六章 模糊控制
6.1模糊控制的工作原理
6.1.1模糊控制的基本思想
6.1.2模糊控制系统
6.1.3模糊控制器
6.1.3.1模糊化接口
6.1.3.2知识库
6.1.3.3推理机
6.1.3.4解模糊接口
6.1.4模糊控制工作原理示例
6.1.5模糊控制算法的实现
6.1.6模糊控制器的模型
6.1.6.1模糊控制器的多值继电器模型
6.1.6.2模糊控制器的代数模型
6.2模糊控制器的设计
6.2.1模糊控制器设计的内容
6.2.2数据库的设计
6.2.2.1论域的离散化
6.2.2.2I/O空间的模糊划分
6.2.2.3基本模糊子集的隶属函数定义
6.2.3模糊化策略
6.2.3.1量程转换和量化
6.2.3.2模糊化方法
6.2.4规则库设计
6.2.4.1模糊控制器的结构
6.2.4.2建立模糊控制规则
6.2.4.3模糊控制规则的完备性
6.2.4.4模糊控制规则的互作用性
6.2.4.5模糊控制规则的相容性
6.2.5模糊推理机制
6.2.5.1Mamdani模糊推理算法
6.2.5.2Larsen模糊推理算法
6.2.5.3Tsukamoto模糊推理算法
6.2.5.4简易模糊推理算法
6.2.5.5函数型模糊推理算法
6.2.5.6其它模糊推理算法
6.2.6解模糊策略
6.3模糊控制方法的进展
6.3.1Fuzzy-PID复合控制
6.3.2参数自整定模糊控制
6.3.3自适应模糊控制
6.3.4专家模糊控制
6.3.5神经模糊控制
6.3.6多变量模糊控制
6.4模糊逻辑集成电路
6.4.1概述
6.4.2FC110
6.4.3NLX230
6.4.4Fuzzy-166
6.5模糊控制开发工具
6.5.1概述
6.5.2FIDE
6.5.3FuzzyTECH
6.5.4NeuFuz4和NeuFuz4-C
6.6模糊控制系统应用实例
6.6.1世界上第一例模糊控制系统――蒸汽发动机模糊控制
6.6.2日本仙台市地铁机车模糊控制
6.6.3全自动洗衣机模糊控制
6.6.4聚合反应釜生产过程模糊控制
第七章 模糊线性规划
7.1模糊判决
7.2模糊极值
7.2.1有界函数的模糊极值
7.2.2模糊约束下有界函数的模糊极值
7.2.3模糊约束下多目标函数的模糊极值
7.3模糊线性规划
7.3.1约束条件有伸缩性的FLP
7.3.2多目标FLP
7.3.2.1经典多目标LP的模糊最优解
7.3.2.2约束条件有伸缩性的多目标FLP
7.3.3有模糊系数的FLP
7.3.3.1约束条件系数为L-R模糊数的FLP
7.3.3.2目标函数系数为L-R模糊数的FLP
7.3.3.3用线性区间法解FLP
7.4模糊线性规则的图解法
第八章 模糊决策
8.1模糊概率
8.2经典统计决策
8.3有模糊信息源的统计决策
8.4模糊统计决策
8.5二元对比排序
8.6意见集中
8.7模糊综合评判
8.7.1模糊综合评判的数学模型
8.7.2模糊综合评判模型的改进
8.7.2.1多级综合评判模型
8.7.2.2广义合成运算的综合评判模型
8.7.3模糊综合评判的逆问题
第九章 模糊模式识别
9.1模糊模式识别的直接方法
9.2模糊距离与贴近度
9.2.1模糊距离
9.2.2模糊集合的内积与外积
9.2.3贴近度
9.3模糊模式识别的间接方法
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的气质,我只能用“深邃而又朴实”来形容。它并没有试图用华丽的辞藻去包装那些枯燥的数学理论,而是以一种务实、严谨的态度,将模糊数学的精髓与自动化技术的实际需求完美地结合起来。我尤其欣赏作者在介绍模糊逻辑和模糊推理时,所展现出的那种循序渐进的讲解方式。 从最基本的模糊集合和隶属度函数开始,作者逐步引导读者理解模糊变量的表示方法,以及如何通过模糊规则来描述现实世界中的不确定性。随后,他便将这些基础知识巧妙地运用到自动化系统的设计中,例如如何利用模糊逻辑来处理传感器数据的噪声和不确定性,如何设计模糊控制器来优化系统的动态性能。 我被书中关于模糊决策的章节深深吸引。作者不仅仅是介绍模糊推理的过程,更重要的是深入探讨了如何利用模糊逻辑来解决那些传统数学模型难以处理的多准则决策问题。比如,在工业自动化中,如何权衡成本、效率、安全性等多个相互冲突的目标,并做出最优的决策。书中提供的案例分析,让我清晰地看到了模糊数学在这种复杂决策场景下的强大能力。 更让我感到惊艳的是,书中并没有止步于传统的模糊控制理论,而是将目光投向了更广阔的领域。作者探讨了如何将模糊逻辑与神经网络、遗传算法等其他智能技术相结合,构建出更强大、更灵活的自动化系统。这些前沿的研究方向,让我看到了模糊数学在未来自动化技术发展中的巨大潜力。 这本书的语言风格,简洁而精准,没有任何冗余的修饰。它就像一位经验丰富的工程师,用最直接、最有效的方式,将宝贵的知识和经验传递给我。读完这本书,我感觉自己对自动化技术中的不确定性问题,有了一个全新的、更深刻的认识,并且获得了一套解决这些问题的有效工具。

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这本书给我最直接的感受就是,它不是一本“纸上谈兵”的理论书,而是一本真正能够解决实际问题的“工具书”。作者在讲解每一个模糊数学概念时,都会立刻将其与自动化技术中的具体应用联系起来,并提供清晰的数学模型和算法流程。比如,在讲到模糊集合和隶属度函数时,他就立即举例说明了如何用模糊集合来描述“温度过高”、“速度太快”等主观判断,以及如何用隶属度函数来量化这些模糊概念。 我印象最深刻的是书中关于模糊逻辑控制器(FLC)的详细阐述。作者通过一个经典的例子,如家用空调的温度控制,生动地展示了如何设计模糊规则库和模糊推理引擎。从“如果温度很高且湿度很大,则制冷强度大”这样的直观规则,到最终转化为具体的控制指令,整个过程被描绘得清晰易懂。这让我意识到,原来那些看似复杂的自动化系统,其核心逻辑可以如此“接地气”。 更让我惊喜的是,书中还探讨了模糊逻辑在人工智能领域的拓展应用。它不仅仅局限于传统的控制领域,还深入到机器学习、模式识别等方面。比如,作者介绍了如何利用模糊C均值(FCM)算法来进行数据聚类,以及如何将模糊逻辑与支持向量机(SVM)结合,提高分类的准确性和鲁棒性。这些内容为我打开了新的思路,让我看到了模糊数学在更广泛的智能技术中的潜力。 书中对数学公式的运用也非常克制,即使有出现,也会配以详尽的文字解释,并且注重可视化呈现。大量的图表和流程图,使得复杂的算法和模型变得直观易懂。我尤其喜欢那些描述模糊推理过程的图示,它们能够帮助我快速理解信息是如何在模糊系统中传递和转化的。 这本书的实用性体现在它不仅仅告诉你“是什么”,更重要的是告诉你“怎么做”。它为我提供了大量可供参考的算法和实现思路,让我在面对具体的自动化项目时,不再感到无从下手。我非常有信心,这本书中的知识将会在我的实际工作中发挥重要的作用。

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这本书给我的感觉,就像是在一个迷雾笼罩的自动化技术领域,突然出现了一盏明灯,指引着我找到了一条清晰的道路。作者以一种非常独特的视角,深入浅出地阐述了模糊数学在解决自动化技术中普遍存在的“不确定性”问题上的巨大价值。 我之所以这么说,是因为在我的实际工作中,经常会遇到各种各样的数据模糊、信息不全的情况,比如传感器测量误差、环境变化引起的参数波动,甚至是操作人员的主观判断。这些都给传统的精确控制方法带来了巨大的挑战。而这本书,恰恰提供了一套全新的思路来应对这些挑战。 作者通过大量的实例,详细讲解了如何利用模糊集合、隶属度函数、模糊规则以及模糊推理等概念,来构建智能的自动化系统。我尤其喜欢书中关于“模糊控制器”的章节,它将抽象的数学理论与具体的控制对象紧密结合,比如如何设计一个模糊PID控制器来改善系统的响应速度和稳定性。这些内容让我看到了,原来自动化系统也可以像人类一样,拥有“经验”和“直觉”。 更令我兴奋的是,这本书并没有局限于理论,而是深入探讨了模糊数学在各种自动化应用中的实践。从工业过程控制到机器人导航,再到智能交通系统,作者都给出了详实的分析和案例。这些内容极大地拓展了我的视野,让我看到了模糊数学在不同领域中的广泛应用潜力。 这本书的叙述方式非常吸引人,它并非简单的公式堆砌,而是通过生动的语言和形象的比喻,将复杂的概念解释得通俗易懂。同时,书中大量的图表和流程图,也帮助我更直观地理解算法的原理和实现过程。总而言之,这本书为我打开了一扇新的大门,让我对自动化技术的未来充满了期待。

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这本书的封面设计简洁而有力,深邃的蓝色背景搭配着抽象的数学公式,瞬间就勾起了我对自动化技术与数学理论结合的兴趣。翻开目录,我被其中章节的命名所吸引——“模糊逻辑在传感器数据融合中的优化”、“神经网络与模糊系统集成实现智能控制”、“专家系统与模糊推理在故障诊断中的应用”。这些标题本身就充满了前沿感和实用性,让我对接下来的内容充满了期待。 我一直对自动化领域抱有浓厚的兴趣,尤其是那些能够让机器更“聪明”、更像人类一样思考的技术。在工作中,我经常遇到需要处理不确定信息、模糊边界的情况,比如工业生产线上产品质量的细微差别,或者是机器人在复杂环境中进行路径规划时遇到的各种非精确的测量数据。这时候,传统的精确数学模型就显得有些力不从心了。因此,这本书的出现,恰恰填补了我在这方面的知识空白。我迫切地想知道,模糊数学这个听起来有些“抽象”的概念,究竟是如何被巧妙地运用到解决实际自动化问题的,又是如何赋予自动化系统“感知”和“决策”能力的。 这本书的语言风格,如果用一个词来形容,那就是“娓娓道来”。作者并非简单地罗列公式和理论,而是用一种非常易于理解的方式,层层递进地讲解模糊数学的核心概念,例如隶属度函数、模糊规则、模糊推理等,并将其与自动化技术中的具体应用场景紧密联系起来。在阅读过程中,我时常能够联想到自己曾经在工作中遇到的那些“模棱两可”的问题,以及书中提供的解决方案,仿佛有一盏明灯照亮了我前进的道路。 我尤其欣赏书中对案例分析的深入剖析。作者没有停留在理论层面,而是通过详细的图示和清晰的步骤,展示了如何将模糊数学模型应用于实际的自动化系统中。无论是对于机器人导航中的避障算法,还是对于工业过程的模糊PID控制,书中都给出了详实的数学推导和仿真结果。这对于我这样希望将理论知识转化为实践能力的读者来说,无疑是极具价值的。读完这些案例,我仿佛已经掌握了几把解决实际问题的“钥匙”,跃跃欲试地想在自己的项目中进行尝试。 这本书的深度和广度都让我印象深刻。它不仅涵盖了模糊数学在自动化技术中最经典的应用,还触及了一些新兴的研究方向。我从中了解到了如何利用模糊系统来提高系统的鲁棒性和适应性,如何通过模糊逻辑来增强机器学习模型的解释性,以及如何将模糊控制与深度学习相结合,创造出更强大的智能体。这让我意识到,模糊数学并非只是一个孤立的理论工具,而是可以与多种先进技术融合,共同推动自动化领域向更智能、更自主的方向发展。

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这本书的编排结构真是太精妙了!它就像一个精心设计的迷宫,每一步都引导着读者深入探索自动化技术与模糊数学的奥秘。开篇就迅速切入模糊逻辑在实际控制系统中的应用,例如如何用模糊规则来模拟人类的经验和判断,进而优化传统的PID控制器。紧接着,它又将目光投向了更复杂的场景,比如利用模糊神经网络进行模式识别和故障诊断。最让我惊喜的是,它还涉及了模糊聚类在数据分析中的应用,这对于处理大量的工业生产数据非常有启发。 我一直觉得,很多自动化系统在面对非结构化或者不精确的数据时,就如同“盲人摸象”,难以做出准确的判断。这本书就好像是为我打开了“第三只眼”。它让我明白了,通过引入隶属度等概念,我们可以为这些不精确的输入赋予不同的“权重”或“可能性”,从而让系统能够更“理解”数据背后的含义。例如,在机器人视觉识别中,即使图像存在一定程度的模糊或噪声,模糊逻辑也能帮助系统识别出物体的大致轮廓和特征。 在阅读过程中,我特别关注那些关于模糊决策的章节。作者非常细致地阐述了如何将模糊信息转化为清晰的输出,并据此做出最优的决策。这在一些需要人工干预的复杂自动化流程中尤为重要,比如在智能制造系统中,当系统检测到多个潜在的故障模式时,模糊推理可以帮助操作员快速评估风险,并做出最恰当的干预措施。这种从模糊到清晰的转化过程,是本书中最具魅力的部分之一。 我非常喜欢书中对不同模糊算法进行比较和分析的部分。作者并没有简单地介绍每种算法,而是深入探讨了它们各自的优缺点,以及在不同应用场景下的适用性。例如,他详细比较了Takagi-Sugeno模型和Mamdani模型的特点,并给出了相应的选择依据。这对于我这种希望能够根据实际需求选择最合适算法的读者来说,是极其宝贵的指导。 总的来说,这本书为我提供了一个全新的视角来理解自动化技术。它不再仅仅是冰冷的指令和精确的计算,而是融入了更多“人性化”的思考方式。模糊数学的引入,使得自动化系统在面对现实世界的复杂性和不确定性时,能够展现出更强的适应性和智能性,这让我对自动化技术的未来发展充满了信心。

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