具体描述
《机械工程控制基础》是按“机械工程与自动化”专业培养目标编写的，讲述控制理论的基本原理及其在机械工程自动控制系统中的应用。《机械工程控制基础》共11章，第1～8章为经典控制理论部分，主要介绍了自动控制的基本概念，控制系统在时域和频域中的数学模型建立；分析了单输入单输出、线性、时不变系统的稳定性和稳态误差；阐述了线性控制系统的时域分析法、频域分析法、根轨迹法以及设计校正方法。每章均有工程实例分析。第9章为离散控制系统部分；第10章为现代控制理论基础部分；第11章为智能控制理论基础部分。
《机械工程控制基础》可作为机械工程及自动化冶金、化工、材料成型与控制等专业的教材，也可以供相关技术人员参考。
好的，这是一份针对一本假设名为《机械工程控制基础》的图书的、内容详尽且不涉及该书具体内容的图书简介。 --- 图书推荐：探索非线性动力学与复杂系统分析 书名： 复杂系统建模与鲁棒性设计：基于高维非线性动力学视角 作者： [此处留空，模拟真实书籍的作者信息] 出版社： [此处留空，模拟真实出版社信息] 出版日期： [此处留空，模拟真实出版日期] 导言：超越线性藩篱的工程挑战 在现代工程领域，我们面对的系统日益复杂化、集成化。从航空航天器的姿态控制到生物医学设备的精密调控，再到能源网络的稳定运行，其背后的驱动因素往往表现出显著的非线性特征、时变参数以及不可预测的外部扰动。传统的线性控制理论虽然为工程实践奠定了坚实的基础，但在处理如混沌现象、滞后效应、强耦合机制等复杂工况时，其预测能力和鲁棒性便显得捉襟见肘。 本书《复杂系统建模与鲁棒性设计：基于高维非线性动力学视角》正是应运而生，旨在为高阶工程研究人员、高级研究生以及资深系统工程师提供一套深入、系统且具有前瞻性的分析框架和设计工具。它将视角从经典的反馈控制范式中抽离出来，聚焦于高维、强耦合、非完全可观测系统的内在机理、稳定性判据以及在不确定环境下的生存能力。全书的核心思想是：理解复杂系统的本质，并设计出能够适应其内在动态特性的、具有内在韧性的控制策略。 第一部分：高维非线性系统的数学描述与拓扑分析 (约 400 字) 本部分致力于为后续的控制设计奠定坚实的数学基础。我们首先回顾了微分几何、李群理论在描述空间运动和约束系统中的应用，强调了将物理系统映射到抽象的流形空间进行分析的必要性。 1. 状态空间重构与维数规约： 详细阐述了如何从海量传感器数据中提取决定性变量，采用降维技术（如慢流形理论、中心流形理论的现代拓展）来揭示系统的本质自由度，避免“维度灾难”。 2. 奇异性分析与分岔理论： 深入探讨了霍普夫分岔、鞍结分岔等在系统稳定性转变中的作用。特别关注了多参数分岔的结构稳定性问题，即当多个控制参数同时变化时，系统平衡点的拓扑性质如何变化，这对于理解临界工况下的系统崩溃至关重要。 3. 复杂网络动力学基础： 引入图论与网络科学的工具，用于分析由大量互联单元构成的系统的集体行为。重点讨论了同步性、传播动力学（如疾病或故障的扩散）的稳定性分析，以及如何利用网络拓扑结构来增强或削弱系统的整体鲁棒性。 第二部分：非线性系统的稳定性和耗散性分析 (约 550 字) 理解一个复杂系统能否保持在期望的运行区间，是控制设计的首要前提。本部分超越了传统的李雅普诺夫稳定性判据的局限，引入了更精细的分析工具。 1. 广义李雅普诺夫函数构造： 介绍基于能量泛函、二次型函数以及平方和分解（SOS）技术的现代李雅普诺夫函数构造方法。这对于设计那些涉及积分二次约束（ICC）或非光滑项的系统至关重要。特别关注了局部指数稳定性与全局渐近稳定之间的区别及其判据的严格推导。 2. 耗散系统理论与无源性分析： 耗散系统理论提供了一种强大的视角，用以量化系统对外部输入的“吸收”能力。我们详细阐述了无源性（Passivity）的概念，并将其推广到无限维系统。无源性分析不仅能用于稳定性判断，更是设计基于能量交换的、无模型的缓冲控制器的理论基石。 3. 区域稳定性与有限时间稳定性： 鉴于许多实际系统（如快速响应的伺服系统）对瞬态性能有极高要求，本章侧重于区域稳定性（系统在有限区域内的稳定性）的判定，以及引入有限时间收敛的概念和设计相应的滑模或非光滑控制策略，以保证系统在预定时间内达到目标状态。 第三部分：鲁棒性设计与不确定性下的优化控制 (约 550 字) 在不确定性无处不在的实际场景中，控制器的鲁棒性（即在模型误差、外部扰动、参数漂移下的性能保证）是工程应用的关键。 1. $mathcal{H}_{infty}$ 控制理论的非线性推广： 详细讲解了基于Lyapunov-Krasovskii泛函的非线性$mathcal{H}_{infty}$ 控制设计。重点在于如何通过求解一组复杂的微分不等式（或代数不等式）来确保闭环系统在特定的干扰衰减水平下保持稳定。此外，本书还涵盖了奇异摄动法在分解高低频动态，从而简化高阶$mathcal{H}_{infty}$控制器设计中的应用。 2. 不确定性量化与集合成员方法（Set-Membership Approach）： 针对无法精确描述的参数不确定性，本书倡导使用集合成员方法。这种方法不假设不确定性服从特定概率分布，而是将其约束在一个确定的集合内。通过区间算术和凸优化技术，设计出能保证系统行为在所有可能参数组合下均满足设计指标的控制器。 3. 适应性控制与自校正策略： 针对系统参数的未知性或时变性，引入了基于误差学习的自适应控制框架。重点介绍基于模型的参考自适应控制（MRAC）和基于切换的自适应律，确保系统即使在模型完全未知的情况下，仍能渐近地追踪期望的参考信号。同时，探讨了如何结合投影算法来保证自适应律的信号有界性，避免“参数漂移”现象。 总结与展望 本书摒弃了对理想化系统的分析，而是直面工程实践中最棘手的挑战：非线性和不确定性。通过对高维动力学的深刻洞察，结合现代鲁棒控制和优化理论的最新进展，为读者提供了一套完整的、从理论到应用的系统工程方法论。它不仅仅是一本技术手册，更是对理解和驾驭复杂动态系统的思维模式的培养。 本书适合对象： 自动化、航空航天、机器人、电力电子等领域的系统工程师、算法开发人员以及相关专业的博士和硕士研究生。 ---
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