Evolutionary Computation in Dynamic and Uncertain Environment pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Yang, Shengxiang (EDT)/ Ong, Yew Soon (EDT)/ Jin, Yaochu (EDT)

出品人:

页数:605

译者:

出版时间:

价格:2629.04元

装帧:HRD

isbn号码:9783540497721

丛书系列:

图书标签:

• Evolutionary Computation
• Dynamic Optimization
• Uncertainty
• Adaptive Algorithms
• Real-world Applications
• Machine Learning
• Optimization
• Artificial Intelligence
• Robustness
• Swarm Intelligence

好的，这是一份关于一本探讨经典控制系统理论及其在现代工程应用中挑战的图书简介： --- 书名： 现代控制理论：从经典基础到鲁棒性分析 作者： [此处可留空或填写虚构作者名] 出版社： [此处可留空或填写虚构出版社名] 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的控制系统理论框架，重点关注经典控制理论的基石，并系统地引入现代控制理论在处理复杂、不确定系统时的核心挑战与解决方案。我们着眼于将理论基础与实际工程应用紧密结合，尤其侧重于系统性能的保证——即鲁棒性分析。 第一部分：经典控制理论的复兴与深化 本书的开篇部分回归控制理论的经典范式，但并非简单复述基础知识。我们首先详尽阐述了线性时不变（LTI）系统的时域和频域分析方法。拉普拉斯变换、状态空间表示法以及传递函数模型在这部分得到了严谨的数学构建。我们深入探讨了系统的稳定性判据，包括Routh-Hurwitz判据和根轨迹分析，强调了这些工具在初步系统理解中的不可替代性。 然而，本书很快将视野转向经典方法的局限性。在分析诸如PID控制器设计时，我们不仅介绍了经典整定规则（如Ziegler-Nichols方法），更重要的是，我们探讨了当系统模型存在微小误差或存在外部干扰时，经典控制器性能可能急剧下降的本质原因。 第二部分：现代控制理论的基石：状态空间方法 在现代控制理论章节中，本书将重点放在状态空间表示法上。我们详细推导了多输入多输出（MIMO）系统的状态方程，并探讨了系统的可控性和可观测性。这些概念不仅是设计现代控制器的先决条件，也是理解系统内部动态行为的关键。 我们随后进入现代控制设计方法，特别是基于极点配置（Pole Placement）的技术。通过状态反馈和状态观测器的设计（如Luenberger观测器），读者将学习如何精确地将系统的动态响应塑造成期望的模式。这部分内容强调了线性二次型调节器（LQR）的设计，它代表了一种在系统性能（成本函数）和控制律的复杂性之间进行系统化权衡的方法。LQR的设计提供了一种系统化的方式来处理性能指标的量化问题，这是经典控制方法难以实现的。 第三部分：应对不确定性：鲁棒控制导论 本书的核心价值在于其对“不确定性”的系统性处理。在现实世界中，任何数学模型都只是对物理系统的近似，系统参数可能会随时间漂移，或者存在未建模的动态。因此，本书将大量篇幅投入到鲁棒控制（Robust Control）的设计哲学和方法论上。 我们首先引入了$H_{infty}$控制理论的数学基础。这要求读者对范数理论，特别是$H_{infty}$范数有深刻的理解。我们将$H_{infty}$控制定义为一种优化最坏情况性能的控制策略，它通过将加权转移函数映射到特定区域来确保系统在面对参数摄动和外部扰动时仍能保持性能和稳定性。 我们详细阐述了如何构造合适的加权函数（Weighting Functions），这些函数是连接设计目标（如抑制低频扰动、限制高频噪声）与控制器实现的桥梁。本书通过具体的案例分析，展示了如何利用$H_{infty}$方法设计出对模型误差具有良好容忍度的控制器。 第四部分：奇异值分解与鲁棒性分析工具 为了评估现有控制器或新设计控制器的鲁棒性，本书引入了奇异值分解（SVD）在分析中的重要作用。我们探讨了如何利用SVD来诊断系统对特定频率范围内扰动的敏感度。这包括对增益裕度（Gain Margins）和相角裕度（Phase Margins）的现代解释，将其扩展到更通用的鲁棒性指标。 此外，本书还介绍了$D-K$迭代算法的概念，虽然不深入复杂的优化求解过程，但旨在让读者理解如何通过迭代方法在性能优化与鲁棒性约束之间找到一个可行的平衡点。 第五部分：面向实际应用的考量 在结语部分，本书将理论与实践相结合，讨论了实际工程中必须考虑的约束条件： 1. 控制器实现的复杂性： 探讨了连续时间控制器向离散时间系统转换（Z变换）时可能引入的量化误差和时间延迟问题。 2. 非线性系统的初步探索： 虽然本书主要基于线性系统分析，但我们简要讨论了线性化方法在处理小范围非线性系统时的适用性，并提及了描述函数法等经典非线性分析工具，为后续深入研究非线性控制奠定基础。 3. 硬件约束的影响： 讨论了执行器饱和、传感器噪声和限制信道带宽对控制器性能和鲁棒性的实际影响。 目标读者 本书适合控制工程、航空航天、机械工程、电气工程等领域的本科高年级学生、研究生，以及希望系统回顾和深化其控制理论知识的工程专业人士。它要求读者具备扎实的线性代数和微积分基础，并对基础电路和信号系统理论有所了解。通过本书的学习，读者不仅能掌握经典控制的设计技巧，更能具备分析和设计能够应对现实世界复杂性和不确定性的先进控制系统的能力。 ---

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