鲁棒控制理论及应用/现代控制工程丛书

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出版者:浙江大学出版社
作者:褚健
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1900-01-01
价格:25.00元
装帧:平装
isbn号码:9787308022224
丛书系列:
图书标签:
  • 控制理论
  • 鲁棒控制
  • 现代控制工程
  • 自动控制
  • 系统工程
  • 控制系统
  • 优化控制
  • 工程应用
  • 数学模型
  • 稳定性分析
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具体描述

精通现代控制:从理论基石到工程实践的深度探索 本书是一部系统深入探讨现代控制理论及其工程应用的学术专著,旨在为读者构建起坚实而全面的控制工程知识体系。全书以严谨的逻辑结构,由浅入深地剖析了控制科学的核心概念、关键理论以及在各类工程领域中的实际应用,力求引导读者掌握解决复杂控制问题的科学方法与技术。 第一部分:现代控制理论的基石 本部分着重梳理和阐述现代控制理论的理论基石,为后续的深入学习打下坚实基础。 状态空间方法: 详细介绍了状态空间方程的建立、时域分析以及其在描述和分析连续时间与离散时间动力系统中的核心作用。涵盖了系统的可控性、可观测性等基本概念,并通过丰富的案例分析,展示了如何利用状态空间方法进行系统建模和初步分析。 稳定性理论: 深入探讨了不同类型的系统稳定性,包括Lyapunov稳定性、渐近稳定性等,并系统介绍了Routh-Hurwitz判据、Nyquist判据、根轨迹法以及Nyquist稳定性判据等经典稳定性分析工具。对状态方程的稳定性判据进行了详尽阐述,并辅以大量图示和计算示例,帮助读者透彻理解系统稳定性的判别方法。 最优控制: 重点介绍了经典最优控制理论,包括性能指标的选取、变分法在最优控制问题中的应用,以及Pontryagin最小化原理。详细推导了Hamilton-Jacobi-Bellman方程,并介绍了动态规划等求解最优控制问题的关键技术,探讨了线性二次型最优控制(LQR)的理论与设计方法,旨在使读者能够设计出性能最优的控制器。 反馈控制: 深入研究了状态反馈控制、输出反馈控制以及PID控制器的原理与设计。详细阐述了如何通过状态反馈实现系统极点配置,以及如何设计观测器来估计不可测状态。对PID控制器在实际工程中的广泛应用及其整定方法进行了详细介绍,并探讨了前馈控制、复合控制等策略。 系统辨识: 介绍了从实验数据中建立系统模型的方法。涵盖了数据采集、模型结构选择、参数估计等关键步骤,详细阐述了最小二乘法、预测误差法等常用的系统辨识算法,并通过实例演示了如何利用这些方法辨识实际物理系统的模型。 第二部分:工程实践中的控制技术 本部分将理论知识与工程实践紧密结合,介绍了一系列在现代工程领域广泛应用的先进控制技术。 数字控制系统: 深入分析了数字控制系统的基本原理、采样与保持过程、以及离散化方法。详细介绍了数字PID控制器、零极点匹配等设计技术,并探讨了数字控制系统的稳定性分析与设计,以及数字控制器在实际应用中的实现细节。 自适应控制: 介绍了自适应控制的基本思想,包括模型参考自适应控制(MRAC)和自整定控制(SRAC)等。深入分析了各种自适应律的设计方法,如李雅普诺夫方法、梯度下降法等,并探讨了自适应控制在参数变化或不确定系统中的应用。 模糊控制: 详细阐述了模糊逻辑控制的基本原理,包括模糊化、模糊推理和解模糊等过程。介绍了模糊控制器的设计步骤,并通过大量的实例展示了模糊控制在处理非线性、难以建模系统中的优势。 神经网络控制: 探索了神经网络在控制领域的应用。介绍了径向基函数网络(RBF)、多层感知机(MLP)等神经网络结构,以及如何利用它们进行系统建模、状态估计和控制器设计,重点关注其在非线性系统和复杂系统中的应用潜力。 模型预测控制(MPC): 详细介绍了模型预测控制的基本框架,包括预测模型、滚动优化和控制律的生成。深入探讨了线性模型预测控制(LMPC)和非线性模型预测控制(NMPC)的设计与实现,并分析了其在过程控制、机器人等领域的应用。 鲁棒控制理论与设计: 这是本书的重点和特色之一。系统介绍了各种鲁棒控制方法,包括H∞控制、μ-综合等。详细阐述了如何设计能够容忍系统参数不确定性和外部干扰的控制器,并通过具体的工程实例,如航空航天、电力系统等,展示了鲁棒控制在提高系统可靠性和性能方面的关键作用。 第三部分:控制系统的仿真与应用 本部分关注控制系统的仿真工具和实际应用案例,帮助读者将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。 控制系统仿真: 介绍了Matlab/Simulink等主流控制系统仿真软件的使用方法。演示了如何利用这些工具进行系统建模、控制器设计、仿真分析和性能评估,帮助读者掌握仿真技术在控制系统开发过程中的重要性。 工程应用案例分析: 选取了不同工程领域中的典型控制问题,如机械系统、机器人、航空航天、化工过程等,结合书中介绍的各种控制理论和技术,进行详细的分析和设计。通过这些案例,读者可以更直观地理解理论知识的实际价值,并学习如何根据具体工程需求选择和应用合适的控制策略。 本书力求内容翔实、逻辑严谨、讲解清晰,配以丰富的公式推导、图表分析和算例演示,适合于控制科学与工程、自动化、电子工程、机械工程等相关专业的本科生、研究生以及从事控制系统设计与研究的工程师阅读。通过学习本书,读者将能够深刻理解现代控制理论的精髓,并掌握解决复杂工程控制问题的核心技能,为未来在相关领域的深入研究和创新实践奠定坚实基础。

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目录信息

读后感

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用户评价

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作为一名刚刚接触现代控制理论的本科生,我一直被各种复杂的数学公式和抽象的概念所困扰。尤其是鲁棒控制这个方向,虽然名字听起来很酷,似乎能够解决很多实际问题,但当我翻阅一些资料时,往往会因为其高深的数学背景而望而却步。我希望《鲁棒控制理论及应用/现代控制工程丛书》能够成为我学习道路上的引路人,用一种更加平易近人的方式来介绍鲁棒控制的基本思想和核心技术。我渴望理解为什么需要鲁棒控制,它到底解决了哪些传统控制方法难以解决的问题。例如,书中能否用一些通俗的例子来解释“不确定性”在控制系统中的具体表现形式,以及这些不确定性是如何影响系统性能的。我很希望书中能够从最基本的概念开始,比如系统的稳定性、性能指标等,然后逐步引入鲁棒性的概念,并介绍一些基础的鲁棒控制方法,比如PID控制器在面对不确定性时的局限性,以及如何通过一些改进来增强其鲁棒性。我尤其关注书中能否提供一些简单的例子,通过这些例子来展示鲁棒控制设计的流程和效果,比如一个简单的机械臂或者一个温控系统。如果书中能够配备一些MATLAB/Simulink等仿真工具的教学内容,那对我来说将是极大的帮助,可以直接动手实践,加深对理论知识的理解。我也希望书中能够介绍一些鲁棒控制在实际工程中的应用案例,让我能够看到理论与实践之间的联系,从而更有学习的动力和方向。

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我对控制理论的热情源于我希望能够创造出更智能、更可靠的设备。而“鲁棒性”在我看来,是衡量一个控制系统是否真正“智能”的关键指标之一。我希望《鲁棒控制理论及应用/现代控制工程丛书》能够带我走进鲁棒控制的奇妙世界,让我领略其中的智慧。我非常好奇书中会如何阐述“不确定性”,它会把不确定性看作是一种“噪声”,还是一种“扰动”,抑或是一种“模糊性”?我希望书中能够提供一些不同视角的解释,让我能够更全面地理解这个概念。对于鲁棒控制的设计方法,我非常想了解书中会介绍哪些经典的方法,比如H∞控制、μ-分析等,并且希望书中能够解释这些方法的核心思想,以及它们各自适用的场景。例如,H∞控制是如何通过构造一个性能指标来达到鲁棒性的?μ-分析又是如何处理结构化不确定性的?如果书中能够提供一些对比分析,让我能够理解不同方法的适用范围和优劣,那将非常有帮助。在应用方面,我希望书中能够看到一些令人兴奋的案例,例如,如何利用鲁棒控制技术来提高自动驾驶系统的安全性,或者如何设计一个能够应对复杂环境的机器人控制系统。

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在我看来,控制理论不仅仅是数学公式的堆砌,更是一门关于如何让系统“听话”的艺术。而鲁棒控制,在我理解来,就是让系统在面对“不听话”的情况时,依然能够表现出色。我一直在思考,如何才能让我的控制系统更加“皮实”,能够应对各种突发状况。我希望《鲁棒控制理论及应用/现代控制工程丛书》能够在这方面给我带来启示。我非常好奇书中会如何定义和量化“不确定性”,是仅仅考虑参数的不确定性,还是也包括了结构的不确定性,甚至是模型本身的不确定性。我希望书中能够提供一些直观的解释,让我能够理解这些数学概念背后的物理意义。对于书中提到的“应用”,我非常期待看到一些真正能够解决实际问题的例子,而不是仅仅停留在理论层面。比如,如果能看到如何设计一个能够应对恶劣天气条件下的无人机稳定控制系统,或者如何设计一个在复杂地形下工作的自动驾驶汽车的避障系统,那一定会让我大开眼界。我也希望书中能够探讨一些关于鲁棒性与性能之间的权衡问题,因为我深知,追求绝对的鲁棒性往往会牺牲一定的性能。如何在两者之间找到一个最佳的平衡点,是每一个控制工程师都需要面对的挑战。如果这本书能在这方面给出一些指导性的建议,那将非常有价值。

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这本书的名字《鲁棒控制理论及应用/现代控制工程丛书》让我对它产生了浓厚的兴趣,尤其是我最近在研究的某个项目,它对系统的稳定性要求极高,需要面对各种不确定性和外部干扰。虽然我对鲁棒控制这个领域并不算陌生,但总觉得在理论的深度和应用的广度上还有不少欠缺。我一直希望找到一本能够系统梳理鲁棒控制核心概念,并且能将这些抽象的理论与实际工程问题紧密结合的书籍。尤其是一些经典的鲁棒控制方法,比如H∞控制、LMI方法等,我希望书中能够对其原理进行深入浅出的剖析,并提供清晰的推导过程,让我能够真正理解其数学基础和设计思想。同时,我也非常期待书中能够提供一些实际的应用案例,能够展示这些理论是如何在航空航天、机器人、过程控制等领域发挥作用的。我曾经遇到过一些控制系统,在设计过程中虽然遵循了传统的PID控制或者模型预测控制的思想,但在面对模型不确定性或者突发干扰时,性能会急剧下降,甚至导致系统不稳定。因此,我对鲁棒控制寄予厚望,希望它能提供一套更可靠、更稳健的控制策略。如果这本书能够做到这一点,并且在语言表达上足够清晰易懂,哪怕是对于我这样有一定基础的读者来说,也会是一笔宝贵的财富。我特别关注书中关于不确定性建模和分析的部分,以及如何将这些不确定性转化为控制设计中的约束条件。此外,对于一些前沿的鲁棒控制研究方向,比如自适应鲁棒控制、模型减量鲁棒控制等,如果书中有所提及,那更是锦上添花了。我希望这本书能够不仅仅是知识的搬运工,更能激发我对这个领域更深入的探索和思考。

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在我看来,一个优秀的控制系统,就像一位经验丰富的驾驶员,即使在路况复杂、突发情况频发的情况下,也能保持冷静,稳稳地操控方向盘。《鲁棒控制理论及应用/现代控制工程丛书》这个名字,让我看到了实现这种“智慧”控制的希望。我非常想了解,书中会如何定义和描述“不确定性”,它会将其视为是系统固有的特性,还是可以主动管理的资源?我希望书中能够提供一些不同层面的解释,让我能够从宏观到微观地理解不确定性的本质。对于书中提及的“理论”,我非常好奇它会涵盖哪些核心概念,比如,它会介绍哪些关于不确定性建模的常用方法?例如,如何构建一个能够反映实际不确定性的数学模型?它会介绍哪些关于鲁棒性分析的技术?比如,如何评估一个控制系统在面对不确定性时的稳定性?我希望书中能够提供一些深入的理论讲解,并且配以严谨的数学推导。在“应用”方面,我期待看到一些能够解决实际工程难题的案例。例如,书中会介绍如何设计一个能够应对不同地形和障碍物的无人驾驶车辆的鲁棒控制系统吗?或者如何设计一个能够在高压、高温环境下稳定运行的工业过程控制系统?如果书中能够提供一些关于鲁棒控制在软件实现和硬件部署方面的经验分享,那将非常有价值。

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我是一名对自动化技术充满热情的研究生,我一直致力于探索能够提高系统稳定性和可靠性的方法。鲁棒控制无疑是其中一个非常重要的方向。《鲁棒控制理论及应用/现代控制工程丛书》这本书的名字让我对它充满了期待。我希望这本书能够为我提供坚实的理论基础,让我能够深入理解鲁棒控制的数学原理和核心思想。我非常关注书中是否会详细介绍各种鲁棒控制的性能指标,比如哪些指标能够有效地衡量系统的鲁棒性?它们是如何定义的?我希望书中能够提供一些关于鲁棒性度量的最新进展,以及它们在实际应用中的意义。同时,我也非常想了解书中会介绍哪些鲁棒控制的设计方法。例如,书中是否会详细讲解如何利用凸优化方法来设计鲁棒控制器?或者如何将鲁棒控制与机器学习相结合,以应对更加复杂的不确定性?我希望书中能够提供一些算法的实现细节和仿真示例,帮助我理解和应用这些方法。在应用方面,我期待书中能够展示一些鲁棒控制在先进制造、能源系统、或者生物医学工程等领域的应用案例。如果书中能提供一些关于如何对鲁棒控制系统进行实验验证和性能评估的指导,那将对我非常有帮助。

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我一直对那些能够“自己解决问题”的系统非常着迷,而鲁棒控制似乎就是实现这一目标的关键。我希望《鲁棒控制理论及应用/现代控制工程丛书》能够深入浅出地介绍鲁棒控制的魅力,让我看到其中的精妙之处。我特别希望书中能够详细阐述不同类型的鲁棒控制策略,例如,它会介绍哪些基于模型不确定性的鲁棒控制方法?它们各自的优势和劣势是什么?我想要了解,这些方法在设计时需要考虑哪些关键因素,以及如何根据具体的应用场景来选择合适的方法。例如,在设计一个高精度伺服系统时,我们可能需要非常精细的不确定性模型,而在设计一个大型工业过程控制系统时,我们可能更关注于模型简化和计算效率。我希望书中能够提供一些指导性的原则,帮助我做出明智的选择。此外,书中关于“应用”的部分,我希望能够看到一些最新的研究成果和实际案例。比如,鲁棒控制在人工智能、机器学习领域是否有新的应用方向?在智能制造、智慧城市等新兴领域,鲁棒控制又扮演着怎样的角色?我希望这本书能够引领我关注行业前沿,激发我进一步研究的兴趣。

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当我第一次听说“鲁棒控制”这个概念时,我就被它所吸引。它似乎能够解决很多传统控制方法难以应对的挑战,尤其是在复杂多变的实际应用场景中。《鲁棒控制理论及应用/现代控制工程丛书》这个名字正是我一直在寻找的。我非常希望能从这本书中获得对鲁棒控制更深入、更全面的理解。我特别关注书中会如何详细解释“不确定性”的来源和形式,例如,是由模型误差、参数变化,还是外部干扰引起的不确定性?我希望书中能提供一些具体的例子,让我能够直观地理解这些不确定性是如何影响系统的性能的。同时,我也非常想了解书中会介绍哪些具体的鲁棒控制设计方法,比如,书中是否会详细讲解H∞控制、LMI控制、或者自适应鲁棒控制等方法?这些方法的核心原理是什么?在设计时需要注意哪些关键问题?我期待书中能够提供清晰的数学推导和详细的设计步骤,帮助我掌握这些方法。在应用方面,我希望书中能够展示一些成功的鲁棒控制应用案例,比如在航空航天、汽车工业、机器人等领域,这些方法是如何被成功应用的。如果书中能提供一些关于如何评估和提高系统鲁棒性的实用技巧,那将非常有价值。

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作为一名对理论研究有一定追求的学生,我非常希望《鲁棒控制理论及应用/现代控制工程丛书》能够提供关于鲁棒控制理论的深入探讨,同时也能兼顾实际应用。我非常关注书中对鲁棒性分析方法的研究,例如,如何通过数学工具来量化系统的鲁棒性,以及如何进行鲁棒性稳定性分析。我希望书中能够详细介绍一些常见的鲁棒性度量方法,比如裕度、条件数等,并解释它们在不同控制设计中的意义。我同时也对书中关于鲁棒控制设计方法的介绍非常感兴趣。比如,书中会详细介绍哪些基于优化理论的鲁棒控制设计方法?例如,线性矩阵不等式(LMI)在鲁棒控制中的应用,或者半定规划(SDP)在鲁棒控制问题中的求解。我希望书中能够提供清晰的数学推导,让我能够理解这些方法的原理,并掌握其设计步骤。对于应用方面,我期待书中能有关于鲁棒控制在复杂系统中的应用案例,比如航空发动机的健康管理、多智能体系统的协同控制、以及高动态飞行器的姿态控制等。如果书中能提供相关的仿真实验或者代码示例,那将极大地促进我的学习和研究。

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我是一名在工业界工作的工程师,主要负责自动化生产线的开发和维护。在实际工作中,我们经常会遇到各种各样的问题,比如传感器噪声、执行器性能下降、负载变化等等,这些都属于系统不确定性的范畴。传统的控制方法在面对这些不确定性时,往往表现出较大的鲁棒性不足,导致生产效率下降,甚至出现产品质量问题。我一直在寻找一本能够帮助我系统提升控制系统鲁棒性的书籍。《鲁棒控制理论及应用/现代控制工程丛书》这个书名让我看到了希望,我希望它能够深入探讨如何量化和处理系统中的不确定性,并提供一套切实可行的控制设计方法。我尤其关注书中能否介绍一些针对具体工业场景的鲁棒控制设计方法,比如如何设计一个能够适应不同物料特性的机器人抓手控制器,或者如何设计一个能够应对电机参数变化的伺服系统控制器。我也希望书中能够涵盖一些实际工程中常用的鲁棒控制技术,比如模型预测控制(MPC)中的鲁棒性设计,或者自适应鲁棒控制的最新进展。如果书中能够提供一些关于鲁棒性评估和验证的工具和方法,例如蒙特卡洛仿真或者最坏情况分析,那将是非常有价值的。我希望这本书能够帮助我解决实际工程中遇到的棘手问题,提高生产线的稳定性和可靠性,从而降低运行成本,提升企业竞争力。

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