An Introduction to Sequential Dynamical Systems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Mortveit, Henning S./ Reidys, Christian M.

出品人:

页数:266

译者:

出版时间:2007-10

价格:$ 67.74

装帧:HRD

isbn号码:9780387306544

丛书系列:

图书标签:

dynamical systems
sequential systems
mathematics
control theory
modeling
analysis
time series
nonlinear systems
engineering
applied mathematics

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具体描述

This introductory text to the class of Sequential Dynamical Systems (SDS) is the first textbook on this timely subject. Driven by numerous examples and thought-provoking problems throughout, the presentation offers good foundational material on finite discrete dynamical systems, which then leads systematically to an introduction of SDS. From a broad range of topics on structure theory - equivalence, fixed points, invertibility and other phase space properties - thereafter SDS relations to graph theory, classical dynamical systems as well as SDS applications in computer science are explored. This is a versatile interdisciplinary textbook.

好的，这是一份关于另一本特定主题图书的详细简介，内容与您提到的《An Introduction to Sequential Dynamical Systems》无关。 --- 《非线性控制理论中的状态空间分析与设计》内容简介本书深入探讨了现代控制理论中至关重要的非线性控制系统，特别是侧重于状态空间方法在这些复杂系统分析与设计中的应用。随着工程和科学领域中系统复杂性的增加，传统的线性控制方法已显现出其局限性。非线性动力学行为，如饱和、死区、摩擦以及系统内在的耦合效应，在许多实际应用中扮演着核心角色，因此，对这些系统的精确建模和有效控制成为一个迫切的需求。本书旨在为读者提供一个全面而深入的框架，以理解和驾驭非线性系统的内在特性，并构建稳健的控制策略。全书结构清晰，从基础的非线性系统描述与建模开始，逐步过渡到复杂的分析工具和先进的控制设计技术。第一部分：基础与建模本部分首先回顾了线性系统理论中的基本概念，随后引入了非线性系统的基本描述方法。重点关注如何将实际的物理过程转化为数学上的状态空间模型。这包括对关键非线性元件（如开关、限幅器）的处理，以及如何应用泰勒级数展开、李亚普诺夫函数等工具进行初步的局部线性化分析。我们详细讨论了相平面分析法，这是一种强大的图形化工具，特别适用于二阶系统的定性分析，能够揭示极限环、鞍点和节点等关键的定性行为。此外，混沌动力学的初步概念也被引入，以强调非线性系统固有的复杂性和不可预测性。第二部分：非线性系统分析的几何与代数方法深入到系统的定量分析，本书投入大量篇幅介绍李雅普诺夫稳定性理论。这是判断非线性系统稳定性的基石。我们不仅涵盖了经典的概念，如局部渐近稳定性和全局稳定性，还详细探讨了李雅普诺夫函数的构造方法，包括直接法和间接法，以及如何利用这些函数来评估系统的鲁棒性和性能。几何方法方面，本书详细阐述了系统的不变流形、极限环的存在性与稳定性分析。对于更高级的分析，例如控制理论中至关重要的反馈线性化方法，本书给出了详细的推导过程和应用实例。通过坐标变换，将非线性系统转化为局部线性的结构，从而利用成熟的线性控制设计技术进行初步的控制律设计。第三部分：先进的控制设计技术在掌握了非线性系统的分析工具之后，本书的核心部分转向了设计高效且鲁棒的控制方案。这部分内容覆盖了现代非线性控制设计中的几个主要流派。滑模控制（Sliding Mode Control, SMC）是本书重点介绍的鲁棒控制技术之一。我们深入分析了滑模控制器的设计原理，包括如何选择合适的滑模面以确保系统在到达该面后表现出所需的动态特性（如快速收敛性和对外部扰动的免疫性）。书中包含了对抖振现象（Chattering）的详细讨论，并提供了多种克服这一问题的实用方法，如利用边界层技术和平滑切换函数。反馈线性化（Feedback Linearization）的设计方法被进一步深化。除了输入-状态线性化，本书还探讨了输出-反馈线性化以及如何处理非完全可反馈的系统。设计过程中的可积性条件和零动态（Zero Dynamics）的稳定性分析被置于重要地位，因为不稳定的零动态可能导致闭环系统整体失稳。基于能量函数和增量二次型控制（Input-Output Linearization and Backstepping）是本部分的另一大亮点。反步法作为一种递归构造的、通用的非线性控制器设计方法，被系统地讲解。从一个简单的、可稳定化的子系统开始，通过逐步“回代”的方式，构建出能够稳定整个复杂非线性系统的控制律。本书特别强调了在反步法设计过程中处理未知参数和未建模动态的策略，例如使用自适应或鲁棒增益。基于Lyapunov的间接设计方法，如关断法（Passivity-Based Control）和增量二次型控制（Quadratic Differential Control），也被详细介绍。这些方法利用系统能量的耗散或增长特性来保证稳定性，特别适用于物理系统中能量守恒或耗散的场景。第四部分：应用与展望最后一部分将理论知识与实际工程应用相结合。通过详细的案例研究，包括航空航天中的姿态控制、机器人动力学中的轨迹跟踪、以及化工过程中的复杂热力学控制，展示了如何选择合适的分析工具和设计方法来解决实际问题。本书最后展望了非线性控制领域的前沿研究方向，如模型预测控制（MPC）在非线性系统中的应用、以及更高级的鲁棒性与优化控制技术。本书的目标读者包括高级本科生、研究生、控制理论研究人员以及需要深入理解和应用非线性控制技术的工程师。它要求读者具备扎实的线性系统理论基础和微积分知识。通过系统学习本书内容，读者将能够独立地对复杂的非线性系统进行建模、分析和设计高性能的控制系统。