Robustness in Identification and Control pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Vicino, Antonio

出品人:

页数:467

译者:

出版时间:

价格:$ 118.65

装帧:Pap

isbn号码:9781852331795

丛书系列:

图书标签:

• Robust Control
• Identification
• System Theory
• Adaptive Control
• Nonlinear Systems
• Filtering
• Estimation
• Optimization
• Signal Processing
• Control Systems

好的，这是一份针对一本名为《Robustness in Identification and Control》的图书的详细简介，但不包含该书本身的内容，而是侧重于该领域内其他重要方面和相关主题的概述，力求详实且自然流畅。 --- 复杂系统中的不确定性、适应性与设计哲学 一本聚焦于系统工程核心挑战的深度探索 在现代工程实践中，我们面对的系统日益复杂，其内在动态性、环境交互的非线性以及模型参数的固有不确定性，对系统的性能、安全性和可靠性构成了严峻的挑战。本书（此处指代一本与“鲁棒性”主题相关，但内容侧重于其他维度的著作）旨在系统地探讨工程系统在面对不确定性和扰动时的设计哲学、建模方法以及高级分析技术。它不是一本专注于特定鲁棒控制理论（如 $mathcal{H}_{infty}$ 或滑模控制）的教科书，而是将视角提升到更宏观的层面，考察如何构建在现实世界复杂性中依然能够保持既定功能的系统。 第一部分：不确定性建模与量化 系统的行为很大程度上取决于我们如何理解和描述其内在和外在的不确定性。本书首先详尽阐述了不确定性的分类及其在工程中的体现。我们区分了结构不确定性（模型形式的错误、未建模的动态）和参数不确定性（传感器漂移、环境温度变化导致的组件性能衰减）。 我们将深入探讨描述不确定性集合的数学工具，从传统的区间分析和多面体模型，到更现代的凸集表示和模糊集理论。重点在于如何利用实验数据和先验知识，以最小化保守性的方式量化这些不确定性边界。一个关键章节讨论了概率不确定性与认知不确定性之间的区别，并介绍了贝叶斯框架在不确定性传播中的应用，这对于评估系统在面对“已知未知”和“未知未知”情况下的行为至关重要。此外，本书还探讨了随机过程在描述环境噪声和外部扰动方面的优势与局限性，特别是对非平稳随机过程的处理方法。 第二部分：系统辨识与模型验证的挑战 在没有完美先验知识的情况下，准确的系统模型是设计一切高性能控制器的基础。本部分着重于系统辨识过程中的固有难题，特别是当被辨识系统本身包含显著的非线性和时滞时。 我们详细分析了非线性辨识的策略，包括基于核方法的非参数估计和基于结构化模型的参数估计。重点关注如何设计有效的实验输入信号（探针信号），以最大化信息获取量，同时限制激励系统进入危险操作区域的可能性。辨识结果的可信度评估是本部分的核心。我们不仅讨论了残差分析和模型拟合优度指标，更强调了如何将辨识结果的不确定性信息反馈到后续的控制设计环节中，避免“过度自信”的建模。 此外，模型验证与简化的艺术被提升到新的高度。在面对高维或模态复杂的系统时，如何识别关键动态并进行有效的降阶，同时确保简化后的模型在关键工作点附近仍能准确反映真实系统的性能，是工程实践中的常见瓶颈。本书提供了结构化方法来评估简化对系统固有特性的影响。 第三部分：适应性、学习与变结构设计 鉴于环境和系统本身的持续变化，一个固定不变的控制器往往不足以应对长期的性能要求。本部分探讨了超越传统固定增益控制器的设计思路，聚焦于自适应和智能决策的范畴。 我们详细考察了参数自适应控制的经典理论基础，以及它们在实际应用中遭遇的收敛性与稳定性挑战。书中特别阐述了基于模型的自适应控制（如MRAC）与基于数据驱动的自适应策略之间的哲学差异和工程权衡。 一个重要的扩展篇幅用于讨论强化学习（RL）在复杂系统优化中的新兴应用。本书并未将RL视为一种“万能药”，而是将其置于工程控制的严格框架下进行审视。我们分析了如何在保持系统安全约束的前提下，利用RL进行策略优化，特别是如何利用安全约束优化（Constrained Optimization）技术来指导学习过程，确保探索阶段不会破坏系统完整性。 此外，变结构控制的思想被重新审视。本书不仅回顾了经典的滑模技术，更着重于如何设计更加平滑、对高频抖振不敏感的柔性切换律，以及如何利用现代计算能力来实现基于状态的动态切换，以更精细地适应系统工作点的变化。 第四部分：系统集成与多域耦合的视角 现代工程系统往往是机电耦合、热-流-控一体化的复杂实体。本书的终章将视角拉远，探讨跨领域系统集成所带来的耦合效应和非期望行为。 我们分析了多物理场系统中参数间反馈回路如何产生连锁故障（Cascading Failures）的风险。书中介绍了系统级仿真（Co-simulation）的方法论，用以在设计早期阶段发现跨领域的集成缺陷。对故障诊断与容错的探讨则超越了单一传感器故障，转向对系统级功能退化模式的识别和反应。 最终，本书倡导一种整体设计（Holistic Design）的理念：将不确定性、辨识困难、适应需求以及多物理场耦合视为一个不可分割的整体来考量，从而指导出不仅在标称条件下表现出色，更能在真实、动态、不完美的世界中可靠运行的复杂工程系统。这需要设计者具备深厚的理论功底和对实践局限性的深刻洞察。

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