Grundkurs Leistungselektronik pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Specovius, Joachim

出品人:

頁數:393

译者:

出版時間:2012-12

價格:$ 45.14

裝幀:

isbn號碼:9783834824479

叢書系列:

圖書標籤:

• 電力電子
• 電力電子
• 電路分析
• 電力變換
• 控製係統
• 開關電源
• 電機驅動
• 半導體器件
• 電力質量
• 可再生能源
• 工業應用

好的，這是一本關於復雜係統建模與仿真的專著的詳細簡介，該書名為《復雜係統建模與仿真：理論、方法與應用》，旨在為工程技術人員、科研工作者以及高年級本科生和研究生提供一個全麵、深入且實用的學習資源。 --- 復雜係統建模與仿真：理論、方法與應用 本書聚焦於當代工程、科學及社會領域中普遍存在的復雜係統現象，係統性地闡述瞭從概念構建到高精度數值實現的全過程。它不僅僅是一本教科書，更是一份指導工程師和研究人員駕馭非綫性、多尺度、不確定性挑戰的實戰指南。 第一部分：復雜係統理論基礎與建模範式（第1章至第4章） 本部分奠定理解復雜係統的理論基石。首先，係統地梳理瞭經典控製理論與現代係統科學的演進脈絡，明確區分瞭“簡單係統”、“復雜係統”與“混沌係統”的本質區彆。 第1章：復雜性科學的哲學與數學基礎 本章深入探討瞭復雜性理論的核心概念，包括自組織、湧現性（Emergence）、適應性（Adaptivity）以及反饋迴路在係統動力學中的關鍵作用。引入瞭非綫性動力學的基本工具，如相空間分析、李雅普諾夫指數（Lyapunov Exponent）的計算，以及分岔（Bifurcation）現象的識彆，為後續建模奠定嚴謹的數學框架。 第2章：係統描述與抽象化：建模的藝術 詳細剖析瞭構建復雜係統數學模型的不同範式。重點對比瞭基於物理定律的機理模型（First-Principle Models）、依賴於觀測數據的數據驅動模型（Data-Driven Models），以及兩者的融閤體——灰箱模型（Grey-Box Models）的構建流程。通過多個案例（如生態係統、金融市場微觀結構），演示如何進行恰當的係統邊界定義和尺度選擇，這是避免“維度災難”的關鍵步驟。 第3章：狀態空間錶示與集成建模 係統地介紹瞭狀態空間方法在多輸入多輸齣（MIMO）係統分析中的應用。重點闡述瞭如何將分散的子係統模型通過接口方程（Interface Equations）進行耦閤，形成一個統一的、高維度的狀態空間描述。本章特彆強調瞭稀疏性處理和代數微分方程（DAEs）的規範化處理，這對於處理大規模機械與電氣耦閤係統至關重要。 第4章：不確定性量化與魯棒性分析 復雜係統的一個核心特徵是內在或外在的不確定性。本章聚焦於不確定性的數學描述（如概率分布、模糊集），並介紹瞭先進的不確定性量化（UQ）技術，包括濛特卡洛方法、多項式混沌展開（Polynomial Chaos Expansion, PCE）及其在模型校準中的應用。同時，探討瞭如何利用魯棒控製理論來評估係統在參數擾動下的性能裕度和穩定性邊界。 第二部分：核心仿真方法與數值實現（第5章至第8章） 本部分是本書的技術核心，詳細介紹瞭將抽象模型轉化為可執行仿真的具體數值技術。 第5章：常微分方程（ODE）求解器的深入剖析 超越傳統的歐拉法和龍格-庫塔法（RK4）。本章深入探討瞭隱式（Implicit）求解器（如BDF方法）在處理剛性（Stiffness）問題時的優勢與挑戰。詳細介紹瞭如何根據係統的特徵時間尺度（Fast vs. Slow Dynamics）自適應地選擇閤適的積分步長與方法，並提供瞭剛性係統識彆的實用準則。 第6章：混閤係統（Hybrid Systems）的仿真策略 許多工程係統（如開關電源、離散事件驅動的交通網絡）本質上是連續與離散事件交織的混閤係統。本章專門介紹瞭事件檢測算法（如零交叉檢測）的精度要求和效率優化。重點討論瞭基於混閤自動機（Hybrid Automata）的建模與仿真框架，以及如何確保在狀態跳變點上的數值一緻性。 第7章：大型稀疏係統的迭代求解技術 針對由數百萬甚至數十億變量構成的模型（如有限元分析、大規模電網仿真），直接矩陣求逆是不可行的。本章詳細介紹瞭求解大型綫性與非綫性係統的迭代求解器，包括GMRES、BiCGSTAB的收斂性分析。同時，探討瞭預處理技術（如代數多重網格法 AMG）如何大幅加速求解過程。 第8章：多尺度與並行仿真框架 復雜係統往往涉及多個不同時間尺度的物理過程。本章介紹瞭多速率積分的實現方法，如局部時間步進策略。更進一步，引入瞭模型耦閤與並行化的最新進展，包括解耦（Decoupling）的鬆耦閤方法與嚴格耦閤的半隱式方法（如Partitioned Approach與Simultaneous Approach）在分布式計算環境下的性能對比。 第三部分：數據驅動、模型降階與應用前沿（第9章至第12章） 本部分關注如何從仿真結果中提取知識，並處理模型規模過大的問題，同時展望瞭新興的應用領域。 第9章：從數據到模型：係統辨識與參數估計 當物理定律不完全清晰時，數據成為建模的主要信息源。本章介紹瞭子空間辨識（Subspace Identification）、非綫性係統識彆（如NARX模型），以及如何利用卡爾曼濾波（Kalman Filtering）和擴展卡爾曼濾波（EKF）進行實時的狀態估計與模型參數修正。 第10章：高維模型的有效降階（Model Order Reduction, MOR） 在控製設計和實時仿真中，高維模型是計算瓶頸。本章全麵介紹瞭幾種主流的降階技術：模態分析法（Modal Methods）、基於平衡截斷（Balanced Truncation）的綫性係統降階，以及針對非綫性係統的本徵正交分解（Proper Orthogonal Decomposition, POD）。特彆強調瞭保證降階模型在關鍵工作點附近精度的技術。 第11章：復雜係統中的智能控製與優化 仿真為控製策略的驗證提供瞭平颱。本章探討瞭如何利用仿真環境進行強化學習（RL）訓練，以開發適應復雜、動態環境的自適應控製器。此外，還覆蓋瞭基於梯度的模型預測控製（MPC）在處理係統約束和預測未來行為中的應用。 第12章：前沿應用案例：能源係統與生物工程 本書的最後一部分通過兩個代錶性的復雜案例展示瞭前麵所有理論和方法的集成應用。案例一聚焦於微電網的暫態穩定性和黑啓動，涉及電磁暫態（高頻）與電池熱管理（慢速）的耦閤仿真。案例二則轉嚮分子動力學與細胞水平的耦閤建模，探討瞭如何利用大規模並行計算平颱（如GPU加速）解決生物係統的時空尺度差異問題。 --- 本書特點： 1. 嚴謹性與實用性的完美結閤： 理論推導詳盡，每章末均配有針對性的MATLAB/Python代碼實現思路與關鍵算法僞代碼。 2. 麵嚮工程挑戰： 重點解決實際工程中常見的剛性問題、並行效率和模型驗證等痛點。 3. 先進性： 內容涵蓋瞭從經典控製到現代數據驅動與AI賦能的係統科學前沿。 目標讀者： 航空航天、汽車工程、電力係統、過程控製、生物醫學工程領域的高級工程師、軟件開發人員以及相關專業的研究生。 本書旨在使讀者掌握“構建——求解——分析——優化”復雜係統模型的完整工程閉環能力。

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這本書給我一種“全麵而深入”的印象，我猜測它可能覆蓋瞭電力電子領域的多個重要方麵。我期待它能夠不僅僅局限於單一的轉換器類型，而是對各種主要的電力電子拓撲結構進行係統性的介紹和分析。這可能包括 DC-DC 轉換器、DC-AC 逆變器、AC-DC 整流器，甚至可能還涉及一些 AC-AC 變頻器。我希望它能深入探討這些拓撲結構的工作原理、數學模型、開關模式以及其在不同應用場景下的優劣勢。我猜測這本書還會對電力電子係統的整體設計和優化進行討論，例如如何選擇閤適的器件、如何進行參數設計、如何評估係統效率和功率密度，以及如何進行 EMI/EMC 設計。我期待它能提供一些關於功率器件驅動電路、隔離技術和保護策略的詳細講解。這本書也許還能涉及到一些現代電力電子技術的發展趨勢，例如軟開關技術、SiC/GaN 器件的應用、以及數字控製在電力電子係統中的應用。

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第一眼看到這本書的封麵，就有一種紮實、可靠的感覺。封麵上簡潔的標題，配以略顯復古的字體，讓人聯想到那些經典的工程學教材。我猜想這本書的內容應該會非常係統和深入，不會像市麵上很多“快餐式”的入門讀物那樣浮光掠影。我期待它能帶領我一步步地搭建起對電力電子這個復雜領域堅實的理論基礎。尤其是在“Grundkurs”這個詞上，我看到瞭“基礎課程”的含義，這意味著它很可能從最根本的概念講起，循序漸進，不會在早期就拋齣太多讓人望而生畏的公式和定理。也許它會從最基本的半導體器件特性講起，比如二極管、晶體管，然後逐漸過渡到更復雜的開關元件，以及它們在不同拓撲結構中的應用。我希望它能用清晰易懂的語言解釋那些抽象的物理原理，配閤精心設計的圖示，讓讀者能夠直觀地理解能量轉換的過程，以及其中涉及到的電磁現象。這本書應該能成為我深入學習電力電子領域的良好起點，幫助我打下堅實的地基，為日後的進階學習做好充分的準備。

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從書名“Grundkurs Leistungselektronik”來看，我猜測這本書的受眾群體應該非常廣泛，它可能不僅僅麵嚮專業的電力電子工程師，也適閤那些希望瞭解電力電子基本原理的大學本科生、研究生，甚至是相關領域的研究人員。我期待這本書的語言風格是嚴謹而清晰的，既要保證理論的準確性，又要避免過度使用晦澀難懂的術語，讓不同背景的讀者都能有所收獲。我希望它能用一種“由淺入深”的方式來引導讀者，從最基本的概念入手，逐步深入到更復雜的主題，讓讀者在學習過程中不斷建立自信。我猜這本書的編排結構應該非常閤理，章節之間過渡自然，邏輯清晰，方便讀者按照自己的節奏進行學習。也許它還會提供一些課後習題或者思考題，幫助讀者鞏固所學知識，檢驗自己的理解程度。總而言之，我期望這本書能成為一本值得反復研讀的經典教材，能夠陪伴我走過學習電力電子的各個階段。

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我猜這本書的內容應該非常注重實際應用，它很可能不僅僅停留在理論層麵，還會包含一些與實際工程緊密相關的知識。例如，我猜它會介紹不同類型的電力電子器件，比如 MOSFETs、IGBTs、SCRs 等，並分析它們的特性、選型原則以及在實際電路中的應用。我期待它能詳細講解如何進行散熱設計，因為電力電子器件在工作時會産生大量的熱量，有效的散熱是保證器件可靠工作和係統穩定運行的關鍵。此外，我猜測這本書還會涉及一些濾波和電磁兼容（EMC）方麵的知識，電力電子電路中産生的諧波和電磁乾擾可能會對其他設備造成影響，所以如何抑製這些乾擾也是非常重要的。我希望它能提供一些關於PCB布局、元器件布局以及屏蔽措施的建議，幫助讀者設計齣符閤EMC標準的電力電子産品。這本書或許還能包含一些關於保護電路的講解，例如過流保護、過壓保護等，這些都是保障電力電子係統安全可靠運行的重要組成部分。

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這本書給我一種非常“硬核”的預感，我猜它在理論深度上應該不輸於我之前看過的那些經典的電機學教材。我期待它能夠深入探討電力電子轉換器的設計原理和分析方法，而不僅僅是停留在概念層麵。這本書很可能包含大量的數學推導和公式分析，用來精確描述各種拓撲結構下的電壓、電流關係，以及能量的損耗和效率。我猜測它會詳細介紹各種經典的電力電子拓撲，例如 Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、SEPIC 等等，並且分析它們各自的優缺點、適用範圍以及設計考量。我尤其好奇它是否會涉及一些先進的控製策略，比如如何通過PWM（脈衝寬度調製）等技術來精確地控製輸齣電壓和電流，以及如何處理動態響應和穩定性問題。我希望它能提供一些實際的設計案例或者計算示例，讓我能夠將理論知識運用到實際問題中去，而不是僅僅停留在紙上談兵。這本書或許能幫助我理解為何某種拓撲結構在特定應用場景下錶現更好，以及如何在滿足性能要求的同時，優化器件的選擇和電路的設計。

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