不确定系统的鲁棒控制及其应用

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页数:206
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出版时间:2003-10
价格:35.00元
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isbn号码:9787563216482
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  • 控制
  • 鲁棒控制
  • 不确定系统
  • 控制系统
  • 应用研究
  • 工程控制
  • 稳定性分析
  • 反馈控制
  • 动态系统
  • 自动控制
  • 智能控制
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具体描述

《不确定系统的鲁棒控制及其应用》 在当今工业控制领域,系统的不确定性是普遍存在的挑战。这些不确定性可能源于模型参数的变化、外部干扰的引入、传感器噪声的干扰,或是执行器性能的衰退等多种因素。如何设计一种控制策略,使其在面对这些不可预测的变化时,仍能保证系统的稳定性、性能以及故障容错能力,是控制理论与工程实践中一个核心而又棘手的问题。 本书《不确定系统的鲁棒控制及其应用》深入探讨了这一关键领域,旨在为读者提供一套系统性的理论框架和实用的工程解决方案。我们从不确定系统的基本概念出发,梳理了不确定性的来源及其对系统动态特性的影响,为后续的鲁棒控制设计奠定坚实的基础。 本书的核心内容聚焦于鲁棒控制的理论方法。我们将详细介绍各类鲁棒控制器的设计原理,包括但不限于: H∞控制: 这是一种广泛应用的鲁棒控制技术,通过最小化系统在特定频率范围内的增益,来抑制噪声和干扰的影响,从而提高系统的鲁棒性。我们将深入剖析H∞范数的定义、求解方法,以及如何将其应用于状态空间和传递函数模型。 μ-综合(Mu-synthesis): 面对结构化不确定性,μ-综合提供了一种更为精确和有效的鲁棒控制设计工具。本书将阐述μ-综合的核心思想,包括不确定集的描述、μ函数的计算,以及如何通过迭代优化算法来获得最优的鲁棒控制器。 线性矩阵不等式(LMIs): LMIs作为一种强大的数学工具,为鲁棒控制的设计与分析提供了简洁而高效的途径。我们将详细介绍如何将鲁棒控制问题转化为LMI形式,并通过成熟的数值求解器进行求解,例如H∞控制、LMI边界的不确定性等。 滑模控制(Sliding Mode Control, SMC): 针对具有较大不确定性和外部扰动的系统,滑模控制以其对模型不确定性和外部扰动的强鲁棒性而著称。本书将介绍滑模面的设计、切换律的构造,以及如何克服抖振现象,实现高性能的鲁棒控制。 鲁棒状态估计: 除了控制器设计,准确的状态估计对于鲁棒控制同样至关重要。我们将探讨卡尔曼滤波器的扩展,如鲁棒卡尔曼滤波器,以及如何设计能够处理传感器噪声和模型不确定性的状态估计器。 除了上述核心理论,本书还将深入探讨以下关键方面: 不确定性建模: 如何准确地描述和量化系统的不确定性是鲁棒控制设计的前提。我们将介绍多种不确定性建模技术,包括参数不确定性、动态不确定性以及混合不确定性,并讨论不同建模方法的优缺点。 鲁棒稳定性分析: 在存在不确定性的情况下,如何保证系统的稳定性是鲁棒控制的首要目标。本书将介绍多种鲁棒稳定性判据,如Lyapunov稳定性理论的应用、磁盘稳定性准则等,并提供进行鲁棒稳定性分析的计算方法。 鲁棒性能设计: 在保证稳定性的同时,还需要满足一定的性能指标,如暂态响应速度、稳态误差等。本书将探讨如何在鲁棒控制框架下设计满足特定性能要求的控制器,以及如何进行性能与鲁棒性之间的权衡。 模型约简与鲁棒性: 在实际应用中,高阶模型往往难以直接用于控制设计。本书将介绍模型约减技术,并重点分析模型约简过程中对系统鲁棒性的影响,以及如何设计鲁棒的模型约简方法。 在应用方面,本书精选了多个典型且具有代表性的工程案例,展示了鲁棒控制在不同领域的成功应用: 航空航天: 在飞行器姿态控制、导航与制导系统中,飞行环境的不确定性(如风力、气流变化)以及飞行器本身参数的动态变化对控制系统提出了严峻的挑战。本书将展示如何利用鲁棒控制技术,设计出能够在各种复杂工况下稳定工作的飞行控制系统。 机器人控制: 机器人系统常面临着关节摩擦、负载变化、环境接触等不确定性。本书将分析这些不确定性如何影响机器人的运动控制精度,并阐述如何运用鲁棒控制方法,实现机器人精确、稳定的操作。 过程控制: 石油化工、电力系统等过程控制领域,设备老化、原料成分波动、外界环境变化等都会引入不确定性。本书将探讨如何设计鲁棒控制器,以保证生产过程的稳定运行和产品质量。 汽车电子: 自动驾驶、主动悬架等汽车电子系统,需要应对路面不平、传感器噪声等不确定因素。本书将展示鲁棒控制在提高汽车行驶安全性和舒适性方面的应用。 通过对本书的学习,读者将能够: 深刻理解不确定系统鲁棒控制的核心理论和基本原理。 掌握多种鲁棒控制器(如H∞、μ-综合、滑模控制)的设计方法。 熟练运用LMI等数学工具进行鲁棒控制的设计与分析。 具备针对实际工程问题进行鲁棒控制方案设计的初步能力。 了解鲁棒控制在航空航天、机器人、过程控制等领域的实际应用。 本书适合于自动化、控制科学与工程、电子信息工程等相关专业的本科生、研究生以及从事相关领域研究和工程开发的专业人士阅读。我们相信,通过本书的学习,您将能更好地应对现实世界中复杂多变、充满不确定性的控制挑战,设计出更加稳定、可靠、高性能的控制系统。

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读后感

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用户评价

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作为一名正在攻读控制工程专业的学生,我一直致力于寻找一本能够深入理解“不确定性”这一控制领域核心问题的书籍。《不确定系统的鲁棒控制及其应用》这个书名,立即吸引了我的目光,因为它直接切中了我的学术兴趣和未来职业发展方向。在实际的工程应用中,我们往往难以获得精确的系统模型,系统也常常受到各种难以预测的干扰。如何设计一个在这些不确定性存在的情况下,依然能够保证系统稳定性和良好性能的控制器,是控制理论研究的重要课题。我非常期待这本书能够详细阐述鲁棒控制的数学理论基础,包括各种稳定性判据、范数定义以及如何量化系统的不确定性。同时,我对书中关于鲁棒控制方法的介绍,如H∞控制、LMI方法、μ-综合方法等,以及它们的推导过程和设计步骤充满了期待。更重要的是,我希望这本书能够提供丰富的“应用”案例,能够让我看到这些抽象的理论是如何转化为解决实际工程问题的工具的。比如,我希望了解如何在航空航天领域设计鲁棒的飞行控制系统,如何在机器人领域实现鲁棒的导航和跟踪,或者如何在电力系统中应用鲁棒控制来保证电网的稳定性。如果书中能够包含一些算法的实现技巧,或者对常用的控制设计软件(如MATLAB/Simulink)的应用进行讲解,那将极大地提高我的学习效率和实践能力。总而言之,我希望通过阅读这本书,能够建立起对鲁棒控制系统的深刻理解,掌握解决实际工程问题的有效方法,为我未来的科研和工程实践打下坚实的基础。

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这本书的名字就《不确定系统的鲁棒控制及其应用》,光听名字就感觉很高大上,而且非常贴近工业界和学术界实际需求。我一直对控制理论很感兴趣,特别是面对现实世界中各种不确定性,如何设计出能够稳定运行的控制器,这对我来说是个巨大的挑战。这本书的出现,就像是为我打开了一扇新的大门。我非常期待它能深入浅出地讲解鲁棒控制的核心思想,例如H∞控制、LMI方法,以及如何将这些理论应用于各种复杂的工程系统,比如飞行器、机器人、化工过程等等。我希望书中能够包含丰富的案例研究,并且这些案例能够尽可能地贴近实际工程问题,而不是那种过于理想化的模型。对于我这种非控制理论科班出身但又对控制工程有浓厚兴趣的读者来说,一本好的教材不仅仅是理论的堆砌,更重要的是它能激发我的思考,并指导我如何将理论转化为实际解决问题的能力。我相信这本书的作者一定在这一领域有着深厚的造诣,并且能够将这些复杂的知识用一种易于理解的方式呈现出来。我尤其关注书中在处理非线性不确定性和时变不确定性方面的内容,这在实际应用中是极其普遍和重要的。如果书中还能涉及到一些最新的研究进展,比如智能控制与鲁棒控制的结合,那将是锦上添花。总而言之,我非常期待这本书能够成为我深入学习和掌握鲁棒控制的良师益友,帮助我更好地理解和解决工程实践中的控制难题,甚至能够启发我在这个领域进行更深入的研究。

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我对《不确定系统的鲁棒控制及其应用》这本书充满了浓厚的兴趣,因为在我看来,“鲁棒性”是现代控制工程中不可或缺的关键要素。在现实世界的许多应用场景中,我们面对的系统往往充满了各种各样难以预料的不确定性,例如模型参数的偏差、传感器噪声、执行器故障、环境的动态变化等等。这些不确定性因素的存在,使得传统的确定性控制方法在实际应用中往往难以达到预期的性能,甚至可能导致系统不稳定。因此,如何设计出能够有效应对这些不确定性的“鲁棒”控制器,一直是控制理论和工程应用中的一个重要课题。我非常期待这本书能够系统地介绍鲁棒控制的理论基础,包括如何对不确定性进行建模和量化,以及如何设计出满足特定鲁棒性指标的控制器。我尤其关注书中对各种鲁棒控制方法的详细阐述,例如H∞控制、LMI方法、μ-综合方法等,以及它们各自的原理、设计流程和适用范围。更令我兴奋的是,书中“及其应用”的副标题,预示着它将提供大量的实际应用案例。我非常希望能看到这些鲁棒控制理论是如何被成功应用于诸如航空航天、汽车工业、机器人技术、过程控制等具体工程领域的。我渴望从中学习如何将抽象的数学理论转化为解决实际工程问题的有效工具,从而提升我设计和分析控制系统的能力,并能够为我的工程项目提供切实可行的解决方案。

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作为一名对控制系统设计充满热情的工程师,我一直在寻找一本能够系统性地解决“不确定性”这一挑战的著作。《不确定系统的鲁棒控制及其应用》这个书名立刻吸引了我的注意力,因为它直接切中了控制工程中的核心难题。在现实世界的很多应用中,我们很难获得精确的模型,而且系统还会受到各种难以预测的扰动。因此,设计出能够在这种不确定性下依然表现良好的控制器至关重要。我非常希望这本书能够深入浅出地讲解鲁棒控制的理论基础,比如如何量化不确定性,如何设计能够保证稳定性和性能指标的控制器。我特别关注书中对不同鲁棒控制方法的介绍,像是H∞控制、LMI方法,以及它们各自的优缺点和适用范围。更重要的是,我期待书中能够提供丰富的应用案例,能够展示这些理论是如何在实际工程中落地生根的。例如,我希望看到在航空航天领域,如何利用鲁棒控制来提高飞行器的抗干扰能力;在机器人领域,如何设计鲁棒的运动控制策略以应对未知的地形或负载变化;在电力系统领域,如何实现鲁棒的电网稳定控制。如果书中还能提供一些具体的程序代码或者仿真平台的应用指导,例如MATLAB/Simulink等,那就更实用了。我希望通过阅读这本书,能够真正理解鲁棒控制的精髓,并且能够将这些知识融会贯通,运用到我正在进行的或者未来的工程项目中,解决实际问题,提升工程系统的可靠性和性能。

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我一直对如何让控制系统在复杂多变的实际环境中保持稳定和高性能充满好奇。《不确定系统的鲁棒控制及其应用》这个名字,恰好精准地概括了我一直以来所关注的焦点。在工业自动化、航空航天、机器人等领域,系统的不确定性是普遍存在的,从传感器测量误差到执行器损耗,再到不可预测的环境变化,这些因素都对控制器的设计提出了严峻的挑战。我非常期待这本书能够提供一套系统性的理论框架,来理解和应对这些不确定性。例如,我希望它能详细阐述各种不确定性模型如何被数学化,以及如何基于这些模型来设计鲁棒控制器。书中对不同鲁棒控制方法的介绍,比如内模控制、H∞控制、LMI方法等,以及它们在不同场景下的适用性,将是我的关注重点。更为关键的是,我期望书中能够提供大量贴近实际的“应用”案例。我希望看到这些鲁棒控制技术是如何被成功应用于实际的工程项目中的,例如如何设计一个能够抵抗风载扰动的无人机控制系统,如何实现一个在不同负载下都能精确运动的机器人手臂,或者如何在一个复杂动态的化学反应器中实现稳定的温度和浓度控制。如果书中能够包含一些算法的实现细节,或者提供相关的软件工具箱的使用指南,那将对我的学习和实践有巨大的帮助。总而言之,我希望通过阅读这本书,能够深入理解鲁棒控制的原理,掌握解决实际工程问题的有效方法,从而能够设计出更加可靠、高性能的控制系统。

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作为一名刚入行不久的控制工程师,我一直在寻找一本能够系统地讲解鲁棒控制原理及其在实际工程中应用的图书。读了《不确定系统的鲁棒控制及其应用》的目录和简介后,我感到非常兴奋。《不确定系统的鲁棒控制及其应用》这个名字本身就非常吸引人,它直接点明了本书的核心内容,并且“应用”二字更是我最为看重的。在实际工作中,我经常会遇到各种各样的系统不确定性,例如传感器噪声、执行器故障、环境变化等等,这些因素都会对系统的性能产生不可忽视的影响。如何设计一个能够在这些不确定性存在的条件下,仍然能够保证系统稳定性和性能的控制器,一直是我的一个难题。我希望这本书能够详细阐述各种鲁棒控制方法的理论基础,例如各种范数、稳定性判据,以及如何利用这些工具来分析和设计鲁棒控制器。更重要的是,我希望书中能有大量的实例分析,能够让我看到这些理论是如何被应用到具体的工程问题中的,比如航空航天、汽车工业、电力系统等。我尤其期待书中能够有关于模型不确定性、参数不确定性以及外部扰动鲁棒性的讨论,并且能够提供一些实用的设计工具和软件实现方法,例如MATLAB/Simulink的工具箱应用。如果书中还能涉及一些自适应鲁棒控制或者模糊鲁棒控制的内容,那就更完美了。我希望通过阅读这本书,能够提升我解决实际工程问题的能力,并且能够对鲁棒控制这一领域有一个更全面、更深入的理解,为我的职业发展打下坚实的基础。

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作为一名对控制系统设计领域充满热情的工程师,我一直在寻找一本能够系统性地帮助我解决“不确定性”这一工程难题的著作。《不确定系统的鲁棒控制及其应用》这个书名,立刻抓住了我的核心关注点。在实际的工程应用中,很少有系统能够完全摆脱不确定性的影响,无论是模型参数的不精确、传感器的测量误差,还是外部环境的动态变化,都会对系统的性能和稳定性产生负面影响。因此,设计出能够在这些不确定性存在的情况下依然表现出良好性能的“鲁棒”控制器,对于确保工程系统的可靠性和安全性至关重要。我非常期待这本书能够深入浅出地阐述鲁棒控制的理论框架,包括如何对系统的不确定性进行数学建模和量化,以及如何利用这些模型来设计具有鲁棒性的控制器。我尤其关注书中对各种鲁棒控制方法的介绍,如H∞控制、LMI方法、μ-综合方法等,希望能够了解它们的数学原理、设计流程以及各自的优缺点和适用范围。更令我期待的是,书中“及其应用”的副标题,预示着它将提供丰富的实际应用案例。我希望能够通过这些案例,直观地理解鲁棒控制技术是如何在诸如航空航天、机器人、电力系统、自动化生产线等实际工程领域得到成功应用的。我渴望通过阅读这本书,能够真正掌握鲁棒控制的设计方法,并能够将这些知识融会贯通,运用到我的工程实践中,解决实际问题,提升工程系统的性能和可靠性。

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我对《不确定系统的鲁棒控制及其应用》这本书充满了期待,因为我一直觉得鲁棒控制是解决现实世界复杂控制问题的关键。在很多工程实践中,我们面对的系统都不是完美的,总会有各种各样的不确定性,无论是模型的精度不够,还是外部环境的干扰,都可能导致系统性能下降甚至不稳定。这本书的书名就直接抓住了这个痛点,强调了“不确定系统”和“鲁棒控制”,这正是目前许多先进控制技术所追求的目标。我希望书中能够清晰地阐述鲁棒控制的理论框架,从基本的稳定性概念出发,逐步深入到各种鲁棒控制方法,比如H∞控制、LMI方法、μ-综合方法等。同时,我更看重的是书中的“应用”部分。我非常希望能够看到这些理论如何在实际的工程领域得到应用,例如如何设计一个鲁棒的飞行器姿态控制系统,如何实现一个能够抵抗各种干扰的机器人路径跟踪控制器,或者如何在复杂的化工过程中实现稳定的过程控制。我期待书中能够提供一些详细的案例研究,并且最好能够包含一些实际的实验数据或者仿真结果,这样我才能更直观地理解鲁棒控制的优势和威力。如果书中能够提及一些现代化的鲁棒控制技术,比如面向对象的设计或者机器学习在鲁棒控制中的应用,那对我来说将是极大的启发。总之,我迫切希望通过这本书,能够系统地学习鲁棒控制的理论知识,并掌握将其应用于实际工程问题的能力,从而在我的学习和工作中有更大的进步。

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我对《不确定系统的鲁棒控制及其应用》这本书充满了期待,因为在我的认知中,鲁棒控制是解决现实世界中复杂工程问题的“金钥匙”。几乎所有的实际系统都无法完全避免不确定性,例如模型参数的偏差、执行器性能的衰减、传感器噪声的干扰,以及环境因素的动态变化等等。这些不确定性如果处理不当,很容易导致控制系统性能下降,甚至出现失稳。这本书的书名精准地捕捉到了我的关注点,即如何在“不确定系统”下设计出“鲁棒”的控制器。我非常期待书中能够提供一套严谨且实用的理论体系,让我能够清晰地理解不确定性是如何被数学化,以及如何基于这些数学模型来设计能够保证稳定性和性能的控制器。我对书中对各种主流鲁棒控制方法,例如H∞控制、LMI方法、μ-综合方法等,进行详细讲解和对比的期望尤为强烈,希望能深入了解它们的核心思想、数学推导以及设计步骤。更令我兴奋的是,书中“及其应用”的副标题,表明了它不仅仅停留在理论层面,而是着眼于实际的工程应用。我渴望看到这些鲁棒控制技术是如何在诸如飞行器姿态控制、机器人路径跟踪、高精度伺服系统、甚至是复杂的生物医学工程领域得到成功应用的。我希望通过阅读这本书,能够真正掌握将理论知识转化为解决实际工程问题能力的技巧,从而提升我在控制工程领域的专业水平和解决实际问题的能力。

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作为一名对控制工程领域有深入研究热情的从业者,我一直都在寻找一本能够系统性地解决“不确定性”这一核心挑战的著作。《不确定系统的鲁棒控制及其应用》这个书名,精准地抓住了我的兴趣点,因为它直接指向了控制系统设计中的关键难题。在现实世界的各种工程应用中,我们几乎无法避免各种各样形式的不确定性,例如模型参数的偏差、传感器的测量误差、执行器故障、外部环境的动态变化等等。这些不确定性因素的存在,使得设计出能够在各种条件下依然保持稳定且性能优良的控制器成为一项艰巨的任务。我非常期待这本书能够深入浅出地阐述鲁棒控制的理论基础,包括如何对系统的不确定性进行数学建模和量化,以及如何设计出满足特定鲁棒性指标的控制器。我尤其关注书中对各种鲁棒控制方法的详细介绍,如H∞控制、LMI方法、μ-综合方法等,以及它们各自的数学原理、设计流程和适用范围。更令我感到振奋的是,书中“及其应用”的副标题,预示着它将提供大量的实际应用案例。我希望能够通过这些案例,直观地理解这些抽象的理论是如何在诸如航空航天、汽车工业、机器人技术、过程控制等实际工程领域得到成功应用的,并从中学习如何将这些先进的控制理论转化为解决实际工程问题的有效工具,从而提升我设计和分析控制系统的能力,为我的工程项目提供切实可行的解决方案。

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