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出版者:河南科学技术出版社

作者:许技江

出品人:

页数:88

译者:

出版时间:

价格:28.00

装帧:平装

isbn号码:9787534961649

丛书系列:

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好的，这是一本关于深入探索和应用非线性控制理论在复杂动态系统中的前沿研究的专业书籍的详细简介。 --- 《复杂系统非线性控制前沿方法与应用实践》 书籍概述 本书聚焦于当前控制理论领域中最具挑战性和前瞻性的方向之一：复杂动态系统的非线性控制。在现代工程、物理、生物和经济系统中，我们面对的往往是耦合度高、参数不确定、且内在行为高度非线性的对象。传统的线性化方法在这些系统的局部稳定性和全局性能保障方面日益显现出局限性。本书旨在系统梳理和深入剖析近年来涌现出的、针对此类复杂挑战的先进控制策略、设计理论与实际工程应用案例。 本书不仅关注理论的严谨性，更强调其在解决实际工程难题时的有效性和鲁棒性。内容涵盖了从基础理论的深化到尖端算法的实现，力求为控制工程师、系统建模人员以及从事高级自动化研究的研究生和专业人士提供一本集理论指导与实践参考于一体的权威著作。 第一部分：复杂系统建模与挑战分析（第1章 – 第3章） 第1章：复杂系统的内涵与挑战 本章首先界定“复杂系统”的内涵，包括高维性、时变性、延迟效应、不确定性与涌现现象。详细分析了传统PID控制和线性二次调节（LQR）在处理高阶非线性耦合系统时的固有缺陷，如增益调度（Gain Scheduling）的局限性以及对工作点变化的敏感性。重点探讨了复杂系统建模的难点，包括奇异摄动模型、模糊模型以及基于数据驱动的混合系统建模方法。 第2章：深入分析非线性系统的稳定性理论基础 回顾并深化了李雅普诺夫稳定性理论（Lyapunov Stability Theory）在非线性系统中的应用。引入了更精细的分析工具，如反证法稳定性分析（Barbalat’s Lemma的推广）、有限时间稳定性和泊松稳定性（Poisson Stability）的概念。对哈密顿系统（Hamiltonian Systems）和拉格朗日系统（Lagrangian Systems）的能量守恒特性，及其在结构化控制设计中的地位进行了深入探讨。 第3章：不确定性与外部扰动的量化 复杂系统往往伴随着结构不确定性（模型误差）和外部干扰（环境噪声或未知载荷）。本章专门研究如何对这些不确定性进行数学描述，如使用区间分析、多面体不确定集以及基于$H_{infty}$范式的有界扰动模型。为后续的鲁棒控制设计奠定量化基础。 第二部分：先进非线性控制设计方法（第4章 – 第7章） 第4章：反步法（Backstepping）及其高阶推广 反步法作为一种构造性的稳定性证明和控制器设计方法，在本章得到详尽阐述。从最基础的严格反馈形式（Strict-Feedback Form）开始，系统推导出反步法的设计步骤。重点讨论了传统反步法中的“维度灾难”问题，并详细介绍了滑落模态控制（Sliding Mode Control, SMC）与反步法的结合，以及智能反步法（Intelligent Backstepping），利用神经网络或模糊逻辑来处理未知项。 第5章：基于微分几何的控制方法 本章将控制理论提升到微分几何的高度。详细介绍了反馈线性化（Feedback Linearization）的设计流程，包括可积性条件（Integrability Condition）和可控性分析（Accessibility Analysis）。随后，深入探讨了输入-输出线性化和状态线性化的局限性，并引入了平均化原理（Averaging Principle）在处理快速振荡非线性项时的应用。 第6章：无模型与数据驱动的智能控制策略 面对模型难以获取或参数漂移的系统，本章侧重于数据驱动的控制技术。 自适应动态规划（Adaptive Dynamic Programming, ADP）：探讨了如何利用强化学习的思想（如Q学习和策略梯度）来近似最优控制律，特别是在大型Riccati方程求解困难时的替代方案。 神经网络控制（Neural Network Control）：重点介绍利用径向基函数（RBF）网络或多层感知机（MLP）进行在线参数估计和前馈补偿，以应对系统的时变非线性。 模糊逻辑控制器的设计与优化：基于专家知识和模糊规则库的构建，结合自适应模糊推理系统（ANFIS）实现对控制性能的在线优化。 第7章：鲁棒控制与混合系统控制 本章聚焦于在存在量化误差和外部干扰下保证性能的控制方法。 $mu$合成与LMI求解：介绍如何利用线性矩阵不等式（LMI）求解复杂的$mu$合成问题，以处理结构化不确定性。 鲁棒滑模控制（Robust SMC）：针对传统SMC的抖振（Chattering）问题，引入高阶滑模（Higher-Order Sliding Mode, HOSM）和SMC的带宽限制方法，以减小控制输入的快速切换。 离散事件与连续状态的混合控制：分析了如交通流、化学反应器等系统中离散事件与连续状态的相互作用，并介绍了基于区域的合同性分析（Contractive Analysis）在混合系统中的应用。 第三部分：前沿应用与案例分析（第8章 – 第10章） 第8章：高维耦合机械系统的控制实践 针对工业机器人、无人机集群以及柔性机械臂等高维系统，探讨了分布式控制的架构设计。特别分析了分布式优化算法在协同任务分配中的应用，以及如何利用虚拟结构法（Virtual Structure Method）解耦复杂的运动学约束，实现全局任务的实时跟踪。 第9章：电力电子与能源系统的非线性控制 本章深入电力系统和储能设备中，如何应用非线性控制应对电网的暂态稳定问题。详细介绍了基于能量函数的虚拟同步机（Grid-Forming Inverters）的控制设计，以及在永磁同步电机（PMSM）驱动系统中，如何使用磁场定向控制（FOC）的非线性补偿项来提高低速高扭矩下的性能。 第10章：生物医学与环境系统中的控制论 本章探讨了控制理论在生命科学中的跨界应用。包括对药物输送系统（如胰岛素泵的闭环控制）的药代动力学建模与控制，以及在生态系统平衡中应用受控输入（如资源调控）来维持特定物种的稳定状态。分析了在数据稀疏和隐私保护要求下的控制方法可行性。 总结与展望 全书最后总结了当前非线性控制领域的未解难题，如无限维系统的控制、强耦合系统的分解与协同，以及结合量子计算的未来控制设计方向。本书旨在激励读者超越现有技术的局限，探索更具鲁棒性、适应性和智能化的复杂系统控制解决方案。 ---

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一本关于魔方入门的书，我早就想学了，但总是觉得魔方很复杂，不知道从何下手。朋友推荐了这本书，说讲解得很清楚，即使是零基础也能学会。拿到书后，我迫不及待地翻开，首先映入眼帘的是精美的封面设计，一下子就吸引住了我。然后，我看到了目录，里面列出了魔方的基本构造、复原的步骤、各种手法等等，内容详实，让我对学习魔方充满了信心。书中用了很多图示，将复杂的步骤分解成简单易懂的动作，每个动作都标注得非常清楚，让我觉得学习魔方并没有想象中那么难。而且，作者的语言风格很幽默风趣，读起来一点也不会觉得枯燥乏味。感觉这本书不仅能教会我如何复原魔方，还能让我在这个过程中体验到乐趣，真的非常期待我的学习之旅。

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最近我一直在寻找一本能够让我真正理解三阶魔方原理的书，而不是仅仅背诵公式。这本书的介绍吸引了我，它强调“理解”而非“记忆”，这正是我想寻找的。当我拿到书时，第一感觉就是它的设计非常人性化，纸质不错，排版也很舒服。打开之后，我被书中深入浅出的讲解方式所打动。作者并没有直接抛出大量的公式，而是从魔方的基本结构、各个面之间的关系入手，一步步引导读者去理解魔方是如何运作的。很多我曾经觉得难以理解的术语，在这本书里都得到了清晰的解释。我特别喜欢书中关于“算法”部分的论述，它不仅仅是列出了一堆字母组合，而是解释了这些字母组合背后的逻辑，为什么这样转动就能达到预期的效果。这种“知其所以然”的学习方式，让我觉得非常有成就感，也让我对未来掌握更复杂的魔方技巧充满了希望。

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我是一位有着多年魔方爱好者经验的人，一直对各种魔方技巧和理论都颇有研究。偶然间看到了这本书的介绍，虽然我并非初学者，但我对任何能够提供新视角、新思路的魔方书籍都保持着开放的态度。拿到书后，我被其细致的分析和独特的讲解方式所吸引。作者在探讨魔方复原的路径时，并没有局限于最常见的速拧方法，而是挖掘了一些更具普适性、更便于理解的思维模式。书中对于一些容易混淆的概念，比如“棱块”和“角块”的定位逻辑，以及不同情况下的转动意图，都做了非常清晰的区分和阐述。我尤其欣赏作者在讲解过程中穿插的“陷阱”提示，能够帮助读者提前规避一些常见的错误。虽然我个人的技巧水平已经很高，但通过阅读这本书，我依然获得了一些启发，对魔方有了更深入的理解。

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在一次偶然的机会中，我看到了这本书的介绍，它的名字听起来就非常吸引人，仿佛能一下子解决我对魔方学习的困惑。我一直觉得魔方是一件很神奇的东西，但又苦于找不到一个真正适合自己的学习方法。拿到这本书后，我发现它果然名副其实。书中对于魔方的每一个步骤都讲解得非常详细，而且用了很多通俗易懂的比喻，让我一下子就能明白。我之前最头疼的就是记那些复杂的公式，但是这本书并没有让我死记硬背，而是引导我理解公式背后的原理。书中还提供了很多练习题，让我能够及时巩固所学知识。我感觉自己像是走进了一个魔方的大观园，从最基础的知识到一些进阶的技巧，都能在这里找到答案。这本书真的让我对魔方产生了浓厚的兴趣，也让我相信，只要有方法，每个人都能学会玩转魔方。

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一直对魔方有着莫名的好奇，觉得它是一种充满智慧的玩具。之前尝试过一些网上的教程，但总是感觉零散，不成体系，学到一半就放弃了。这次看到这本书，它的名字就给人一种“门槛不高”的感觉，所以我毫不犹豫地入手了。书的整体风格比较轻松愉快，没有那种高高在上的学术腔调。作者用非常生活化的语言来讲解，仿佛就像一个经验丰富的玩伴在手把手地教你。书中的例子也都很贴近实际，让我能够立刻将理论运用到实践中。最让我惊喜的是，这本书不仅仅教会了我如何把魔方复原，还分享了一些关于魔方发展的历史和一些趣味小知识，让我对这个小小的立方体有了更深的认识。感觉这本书就像一本魔方百科全书，既有教学内容，又有文化底蕴，非常值得一读。

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