Grundkurs Leistungselektronik pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Specovius, Joachim

出品人:

页数:393

译者:

出版时间:2012-12

价格:$ 45.14

装帧:

isbn号码:9783834824479

丛书系列:

图书标签:

• 电力电子
• 电力电子
• 电路分析
• 电力变换
• 控制系统
• 开关电源
• 电机驱动
• 半导体器件
• 电力质量
• 可再生能源
• 工业应用

好的，这是一本关于复杂系统建模与仿真的专著的详细简介，该书名为《复杂系统建模与仿真：理论、方法与应用》，旨在为工程技术人员、科研工作者以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入且实用的学习资源。 --- 复杂系统建模与仿真：理论、方法与应用 本书聚焦于当代工程、科学及社会领域中普遍存在的复杂系统现象，系统性地阐述了从概念构建到高精度数值实现的全过程。它不仅仅是一本教科书，更是一份指导工程师和研究人员驾驭非线性、多尺度、不确定性挑战的实战指南。 第一部分：复杂系统理论基础与建模范式（第1章至第4章） 本部分奠定理解复杂系统的理论基石。首先，系统地梳理了经典控制理论与现代系统科学的演进脉络，明确区分了“简单系统”、“复杂系统”与“混沌系统”的本质区别。 第1章：复杂性科学的哲学与数学基础 本章深入探讨了复杂性理论的核心概念，包括自组织、涌现性（Emergence）、适应性（Adaptivity）以及反馈回路在系统动力学中的关键作用。引入了非线性动力学的基本工具，如相空间分析、李雅普诺夫指数（Lyapunov Exponent）的计算，以及分岔（Bifurcation）现象的识别，为后续建模奠定严谨的数学框架。 第2章：系统描述与抽象化：建模的艺术 详细剖析了构建复杂系统数学模型的不同范式。重点对比了基于物理定律的机理模型（First-Principle Models）、依赖于观测数据的数据驱动模型（Data-Driven Models），以及两者的融合体——灰箱模型（Grey-Box Models）的构建流程。通过多个案例（如生态系统、金融市场微观结构），演示如何进行恰当的系统边界定义和尺度选择，这是避免“维度灾难”的关键步骤。 第3章：状态空间表示与集成建模 系统地介绍了状态空间方法在多输入多输出（MIMO）系统分析中的应用。重点阐述了如何将分散的子系统模型通过接口方程（Interface Equations）进行耦合，形成一个统一的、高维度的状态空间描述。本章特别强调了稀疏性处理和代数微分方程（DAEs）的规范化处理，这对于处理大规模机械与电气耦合系统至关重要。 第4章：不确定性量化与鲁棒性分析 复杂系统的一个核心特征是内在或外在的不确定性。本章聚焦于不确定性的数学描述（如概率分布、模糊集），并介绍了先进的不确定性量化（UQ）技术，包括蒙特卡洛方法、多项式混沌展开（Polynomial Chaos Expansion, PCE）及其在模型校准中的应用。同时，探讨了如何利用鲁棒控制理论来评估系统在参数扰动下的性能裕度和稳定性边界。 第二部分：核心仿真方法与数值实现（第5章至第8章） 本部分是本书的技术核心，详细介绍了将抽象模型转化为可执行仿真的具体数值技术。 第5章：常微分方程（ODE）求解器的深入剖析 超越传统的欧拉法和龙格-库塔法（RK4）。本章深入探讨了隐式（Implicit）求解器（如BDF方法）在处理刚性（Stiffness）问题时的优势与挑战。详细介绍了如何根据系统的特征时间尺度（Fast vs. Slow Dynamics）自适应地选择合适的积分步长与方法，并提供了刚性系统识别的实用准则。 第6章：混合系统（Hybrid Systems）的仿真策略 许多工程系统（如开关电源、离散事件驱动的交通网络）本质上是连续与离散事件交织的混合系统。本章专门介绍了事件检测算法（如零交叉检测）的精度要求和效率优化。重点讨论了基于混合自动机（Hybrid Automata）的建模与仿真框架，以及如何确保在状态跳变点上的数值一致性。 第7章：大型稀疏系统的迭代求解技术 针对由数百万甚至数十亿变量构成的模型（如有限元分析、大规模电网仿真），直接矩阵求逆是不可行的。本章详细介绍了求解大型线性与非线性系统的迭代求解器，包括GMRES、BiCGSTAB的收敛性分析。同时，探讨了预处理技术（如代数多重网格法 AMG）如何大幅加速求解过程。 第8章：多尺度与并行仿真框架 复杂系统往往涉及多个不同时间尺度的物理过程。本章介绍了多速率积分的实现方法，如局部时间步进策略。更进一步，引入了模型耦合与并行化的最新进展，包括解耦（Decoupling）的松耦合方法与严格耦合的半隐式方法（如Partitioned Approach与Simultaneous Approach）在分布式计算环境下的性能对比。 第三部分：数据驱动、模型降阶与应用前沿（第9章至第12章） 本部分关注如何从仿真结果中提取知识，并处理模型规模过大的问题，同时展望了新兴的应用领域。 第9章：从数据到模型：系统辨识与参数估计 当物理定律不完全清晰时，数据成为建模的主要信息源。本章介绍了子空间辨识（Subspace Identification）、非线性系统识别（如NARX模型），以及如何利用卡尔曼滤波（Kalman Filtering）和扩展卡尔曼滤波（EKF）进行实时的状态估计与模型参数修正。 第10章：高维模型的有效降阶（Model Order Reduction, MOR） 在控制设计和实时仿真中，高维模型是计算瓶颈。本章全面介绍了几种主流的降阶技术：模态分析法（Modal Methods）、基于平衡截断（Balanced Truncation）的线性系统降阶，以及针对非线性系统的本征正交分解（Proper Orthogonal Decomposition, POD）。特别强调了保证降阶模型在关键工作点附近精度的技术。 第11章：复杂系统中的智能控制与优化 仿真为控制策略的验证提供了平台。本章探讨了如何利用仿真环境进行强化学习（RL）训练，以开发适应复杂、动态环境的自适应控制器。此外，还覆盖了基于梯度的模型预测控制（MPC）在处理系统约束和预测未来行为中的应用。 第12章：前沿应用案例：能源系统与生物工程 本书的最后一部分通过两个代表性的复杂案例展示了前面所有理论和方法的集成应用。案例一聚焦于微电网的暂态稳定性和黑启动，涉及电磁暂态（高频）与电池热管理（慢速）的耦合仿真。案例二则转向分子动力学与细胞水平的耦合建模，探讨了如何利用大规模并行计算平台（如GPU加速）解决生物系统的时空尺度差异问题。 --- 本书特点： 1. 严谨性与实用性的完美结合： 理论推导详尽，每章末均配有针对性的MATLAB/Python代码实现思路与关键算法伪代码。 2. 面向工程挑战： 重点解决实际工程中常见的刚性问题、并行效率和模型验证等痛点。 3. 先进性： 内容涵盖了从经典控制到现代数据驱动与AI赋能的系统科学前沿。 目标读者： 航空航天、汽车工程、电力系统、过程控制、生物医学工程领域的高级工程师、软件开发人员以及相关专业的研究生。 本书旨在使读者掌握“构建——求解——分析——优化”复杂系统模型的完整工程闭环能力。

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从书名“Grundkurs Leistungselektronik”来看，我猜测这本书的受众群体应该非常广泛，它可能不仅仅面向专业的电力电子工程师，也适合那些希望了解电力电子基本原理的大学本科生、研究生，甚至是相关领域的研究人员。我期待这本书的语言风格是严谨而清晰的，既要保证理论的准确性，又要避免过度使用晦涩难懂的术语，让不同背景的读者都能有所收获。我希望它能用一种“由浅入深”的方式来引导读者，从最基本的概念入手，逐步深入到更复杂的主题，让读者在学习过程中不断建立自信。我猜这本书的编排结构应该非常合理，章节之间过渡自然，逻辑清晰，方便读者按照自己的节奏进行学习。也许它还会提供一些课后习题或者思考题，帮助读者巩固所学知识，检验自己的理解程度。总而言之，我期望这本书能成为一本值得反复研读的经典教材，能够陪伴我走过学习电力电子的各个阶段。

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我猜这本书的内容应该非常注重实际应用，它很可能不仅仅停留在理论层面，还会包含一些与实际工程紧密相关的知识。例如，我猜它会介绍不同类型的电力电子器件，比如 MOSFETs、IGBTs、SCRs 等，并分析它们的特性、选型原则以及在实际电路中的应用。我期待它能详细讲解如何进行散热设计，因为电力电子器件在工作时会产生大量的热量，有效的散热是保证器件可靠工作和系统稳定运行的关键。此外，我猜测这本书还会涉及一些滤波和电磁兼容（EMC）方面的知识，电力电子电路中产生的谐波和电磁干扰可能会对其他设备造成影响，所以如何抑制这些干扰也是非常重要的。我希望它能提供一些关于PCB布局、元器件布局以及屏蔽措施的建议，帮助读者设计出符合EMC标准的电力电子产品。这本书或许还能包含一些关于保护电路的讲解，例如过流保护、过压保护等，这些都是保障电力电子系统安全可靠运行的重要组成部分。

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这本书给我一种非常“硬核”的预感，我猜它在理论深度上应该不输于我之前看过的那些经典的电机学教材。我期待它能够深入探讨电力电子转换器的设计原理和分析方法，而不仅仅是停留在概念层面。这本书很可能包含大量的数学推导和公式分析，用来精确描述各种拓扑结构下的电压、电流关系，以及能量的损耗和效率。我猜测它会详细介绍各种经典的电力电子拓扑，例如 Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、SEPIC 等等，并且分析它们各自的优缺点、适用范围以及设计考量。我尤其好奇它是否会涉及一些先进的控制策略，比如如何通过PWM（脉冲宽度调制）等技术来精确地控制输出电压和电流，以及如何处理动态响应和稳定性问题。我希望它能提供一些实际的设计案例或者计算示例，让我能够将理论知识运用到实际问题中去，而不是仅仅停留在纸上谈兵。这本书或许能帮助我理解为何某种拓扑结构在特定应用场景下表现更好，以及如何在满足性能要求的同时，优化器件的选择和电路的设计。

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第一眼看到这本书的封面，就有一种扎实、可靠的感觉。封面上简洁的标题，配以略显复古的字体，让人联想到那些经典的工程学教材。我猜想这本书的内容应该会非常系统和深入，不会像市面上很多“快餐式”的入门读物那样浮光掠影。我期待它能带领我一步步地搭建起对电力电子这个复杂领域坚实的理论基础。尤其是在“Grundkurs”这个词上，我看到了“基础课程”的含义，这意味着它很可能从最根本的概念讲起，循序渐进，不会在早期就抛出太多让人望而生畏的公式和定理。也许它会从最基本的半导体器件特性讲起，比如二极管、晶体管，然后逐渐过渡到更复杂的开关元件，以及它们在不同拓扑结构中的应用。我希望它能用清晰易懂的语言解释那些抽象的物理原理，配合精心设计的图示，让读者能够直观地理解能量转换的过程，以及其中涉及到的电磁现象。这本书应该能成为我深入学习电力电子领域的良好起点，帮助我打下坚实的地基，为日后的进阶学习做好充分的准备。

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这本书给我一种“全面而深入”的印象，我猜测它可能覆盖了电力电子领域的多个重要方面。我期待它能够不仅仅局限于单一的转换器类型，而是对各种主要的电力电子拓扑结构进行系统性的介绍和分析。这可能包括 DC-DC 转换器、DC-AC 逆变器、AC-DC 整流器，甚至可能还涉及一些 AC-AC 变频器。我希望它能深入探讨这些拓扑结构的工作原理、数学模型、开关模式以及其在不同应用场景下的优劣势。我猜测这本书还会对电力电子系统的整体设计和优化进行讨论，例如如何选择合适的器件、如何进行参数设计、如何评估系统效率和功率密度，以及如何进行 EMI/EMC 设计。我期待它能提供一些关于功率器件驱动电路、隔离技术和保护策略的详细讲解。这本书也许还能涉及到一些现代电力电子技术的发展趋势，例如软开关技术、SiC/GaN 器件的应用、以及数字控制在电力电子系统中的应用。

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