现代鲁棒控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中南大学

作者:吴敏

出品人:

页数:379

译者:

出版时间:2006-7

价格:60.00元

装帧:

isbn号码:9787811053814

丛书系列:

图书标签:

• 科学
• 技术
• 控制理论
• 鲁棒控制
• 现代控制
• 自适应控制
• 优化控制
• 系统辨识
• 不确定性
• 干扰抑制
• H∞控制
• 滑模控制

《现代鲁棒控制》 书籍简介 《现代鲁棒控制》是一本深入探讨现代控制理论中鲁棒性设计方法的权威性著作。本书旨在为读者提供一套系统、全面且具有实践指导意义的鲁棒控制理论框架，帮助工程师和研究人员应对实际工程系统中普遍存在的模型不确定性、外部干扰和参数变化等挑战。 核心内容概述： 本书以解决实际控制工程中的“不可控”问题为导向，聚焦于如何在系统模型存在不确定性或参数发生变化时，依然能够保证控制系统的性能和稳定性。它不是一本简单罗列控制方法的小册子，而是一部理论严谨、逻辑清晰的深度解析。 内容要点详述： 1. 鲁棒控制的理论基础与必要性： 不确定性建模： 本书首先会系统阐述在实际工程应用中，模型不确定性是如何产生的，并介绍多种有效的建模方法，例如范数界限描述（$mathcal{H}_2$, $mathcal{H}_infty$）、结构化不确定性描述（LMI描述）等。这些方法能够量化系统中的不确定性，为后续的鲁棒设计奠定基础。 鲁棒性的度量与判据： 详细介绍如何衡量一个控制系统的鲁棒性，例如增益裕度、相裕度等经典概念的延伸，以及更普适的鲁棒稳定性判据，如结构化奇异值（$mu$）分析。理解这些度量和判据是设计鲁棒控制器的前提。 鲁棒性能要求： 除了稳定性，鲁棒控制也关注在不确定性存在下的系统性能，如跟踪精度、抗扰能力、响应速度等。本书将深入探讨如何在不确定性条件下同时满足这些性能指标。 2. 经典鲁棒控制方法： $mathcal{H}_infty$ 控制： 这是本书的核心内容之一。将详细介绍$mathcal{H}_infty$ 控制的设计理论和方法，包括如何将控制问题转化为优化问题，以及求解$mathcal{H}_infty$最优控制器的各种算法，如基于线性矩阵不等式（LMI）的方法、交替迭代法等。本书会深入剖析$mathcal{H}_infty$控制的原理，例如其解决干扰抑制和跟踪问题的优势。 $mathcal{L}_1$ 控制： 介绍$mathcal{L}_1$控制器的设计思想，特别是其在处理非有界范数信号和强鲁棒性方面的特点。 滑模控制（Sliding Mode Control, SMC）： 深入分析滑模控制的原理，包括滑模面的设计、切换律的构造以及如何处理抖振现象。本书将重点介绍如何设计具有良好鲁棒性的滑模控制器，使其对模型扰动和外部干扰具有高度的免疫力。 3. 现代鲁棒控制技术： 基于LMI的鲁棒控制： LMI作为一种强大的凸优化工具，在现代鲁棒控制设计中扮演着至关重要的角色。本书将详细介绍如何利用LMI技术来解决$mathcal{H}_infty$控制、$mu$-合成等复杂问题，并提供相应的求解算法和程序实现思路。 $mu$-合成（$mu$-synthesis）： 介绍$mu$-合成作为一种更通用的鲁棒控制设计方法，它能够同时处理结构化不确定性和性能要求。本书将深入讲解$mu$-合成的算法流程和关键技术。 模型预测控制（MPC）与鲁棒性： 探讨如何将鲁棒性思想融入到模型预测控制框架中，设计出能够应对模型不确定性的鲁棒模型预测控制器（RMPC），例如基于不确定性集的最优控制、区间预测控制等。 4. 鲁棒控制的应用与实践： 工程实例分析： 本书并非仅限于理论推导，而是会通过大量的实际工程案例，例如航空航天、机器人、电力系统、汽车控制等领域，来阐释鲁棒控制理论的实际应用。这些案例会帮助读者理解不同鲁棒控制方法的适用场景和优劣势。 软件工具介绍： 可能会提及一些用于鲁棒控制设计的常用软件工具箱，如MATLAB的Control System Toolbox、Robust Control Toolbox以及专门的LMI求解器等，并指导读者如何利用这些工具来验证和实现鲁棒控制器。 设计与调优的挑战： 深入讨论在实际工程中设计和调优鲁棒控制器所面临的挑战，如计算复杂性、实时性要求、性能与鲁棒性之间的权衡等，并提供解决这些问题的策略。 本书的价值与读者对象： 《现代鲁棒控制》适合于控制理论、自动化、电子工程、机械工程、航空航天等相关专业的研究生、博士生以及从事相关领域研发的工程师。通过研读本书，读者将能够： 深刻理解鲁棒控制的理论内涵和重要性。 掌握设计鲁棒控制器的核心方法和算法。 能够将鲁棒控制技术应用于实际工程问题，提高控制系统的可靠性和性能。 为进一步深入研究更前沿的控制理论打下坚实的基础。 本书将以严谨的数学推导、清晰的逻辑结构和丰富的工程实例，带领读者走进现代鲁棒控制的精彩世界，解决那些看似棘手的“不确定性”难题。

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读完关于高性能伺服控制的那几章，我有一种豁然开朗的感觉。作者在处理高频动态响应与抑制外部干扰之间的矛盾时，提出了一种独特的解耦策略。这种策略的描述非常具象化，使用了大量的比喻来解释其背后的数学原理，使得原本需要花费数周才能消化的概念，在几个小时内便有了初步的掌握。书中引用的文献资料也极为前沿和广泛，涵盖了欧洲和北美学派的不同思路，这种兼容并蓄的态度，使得全书的视野非常开阔，避免了陷入单一理论体系的窠臼。

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这本书的行文风格颇具个人特色，仿佛一位经验丰富的导师在耳边娓娓道来，而不是生硬地陈述公式和定理。它的叙事节奏把握得相当到位，在关键转折点会适时地加入一些启发性的思考题，引导读者主动去探索背后的物理意义。我花了大量时间沉浸在关于时滞系统的分析部分，作者对稳定性判据的推导过程，那种逻辑链条的严密性令人叹服，每一步的论证都像是精密的机械咬合，毫不拖泥带水。唯一让我略感遗憾的是，在讨论复杂多智能体系统一致性问题时，篇幅稍显不足，如果能引入更多近期在分布式优化算法方面的交叉研究，想必能更上一层楼。

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这本书的排版和装帧也值得称赞，厚重而典雅，拿在手里有一种沉甸甸的知识感。我个人尤其偏爱书中对“自适应”思想的阐述，它不仅仅是将参数估计作为辅助工具，而是将其提升到了系统设计哲学的高度。作者用简洁的语言勾勒出了一个“永不满足于现状”的控制系统形象，这种富有哲理性的论述，在技术书籍中实属难得。虽然某些证明的细节需要查阅补充材料才能完全理解，但这反而激发了我继续深入钻研的动力，它成功地将我从一个知识的被动接受者，转变成了一个主动的探索者。

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我必须承认，这本书的深度远超我的预期。它绝非那些浅尝辄止的入门读物可比，它勇敢地触及了控制工程领域最棘手的几个“硬骨头”。例如，作者对不确定性建模的讨论，不仅仅停留在传统的范数约束上，而是引入了基于概率的描述方法，这对于处理真实世界中那些难以量化的随机扰动至关重要。书中的图表设计也非常考究，不像很多教科书那样只是简单的曲线描绘，这里的每一张图似乎都蕴含着作者反复打磨后的结论，数据点和坐标轴的选取都充满了深意，直观地展示了理论的优越性。

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初捧此书，内心充满了对前沿控制理论的好奇与期待。书中的章节布局如同精心编织的乐章，从基础概念的梳理到复杂系统的分析，层层递进，引人入胜。作者似乎对信号处理和系统辨识有着独到的见解，在讲解高阶滤波器设计时，那种深入浅出的笔法，让原本晦涩的数学推导变得清晰易懂。特别是对非线性动力学行为的描述，那种细腻入微的洞察力，仿佛能让人直接触摸到系统的脉搏。我特别欣赏作者在案例分析中展现出的工程实践精神，那些贴近实际工业场景的例子，极大地增强了理论的实用价值，让人感觉到这不仅仅是一本理论专著，更是一本解决实际问题的宝典。

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桂卫华院士的代表作，深入浅出，值得一读

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