Domain Decomposition Methods for Distributed Computing pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Kruis, Jaroslav

出品人:

页数:179

译者:

出版时间:

价格:$ 175.15

装帧:

isbn号码:9781874672234

丛书系列:

图书标签:

• Domain Decomposition
• Distributed Computing
• Parallel Computing
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• High-Performance Computing
• Scientific Computing
• Algorithms
• Computational Science
• Mathematical Modeling
• Scalability

现代控制理论：从基础到前沿 作者： 知名控制工程专家团队 出版社： 顶尖学术出版社 定价： 人民币 398.00 元 开本： 16开 页码： 约 850 页 --- 内容简介 本书《现代控制理论：从基础到前沿》旨在为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的现代控制理论学习指南。本书内容覆盖了经典控制理论的巩固与提升，并重点剖析了现代控制理论体系的构建、核心方法论的精髓及其在复杂工程系统中的实际应用。全书结构严谨，逻辑清晰，不仅适合高年级本科生、研究生作为教材使用，更可作为从事自动化、航空航天、电力电子、机器人学等领域的研究人员和工程师的专业参考手册。 本书的编写团队汇集了多位在控制科学领域享有盛誉的学者和资深工程师，他们结合多年的教学经验和前沿科研成果，力求在理论深度和工程实用性之间找到最佳平衡点。 第一部分：基础回顾与数学工具的深化（Fundamentals and Mathematical Tools） 本部分首先对经典的线性时不变（LTI）系统理论进行回顾与深化，为进入现代控制理论打下坚实的数学基础。重点内容包括： 1. 线性代数与矩阵理论的控制应用： 深入探讨特征值分解、奇异值分解（SVD）在系统可控性、可观测性分析中的应用，以及矩阵指数的精确计算方法。 2. 常微分方程（ODE）组的系统化解法： 强调状态空间表示的唯一性、解的存在性和稳定性分析的数学基础。 3. 拉普拉斯变换与Z变换的进阶应用： 不仅关注频域分析，更侧重于如何利用变换域工具进行系统建模与简化。 4. 线性系统的基本性质： 系统的零输入响应、零状态响应的严格定义与计算，为后续状态空间分析做铺垫。 第二部分：状态空间表示与系统分析（State-Space Representation and System Analysis） 这是现代控制理论的核心基石。本部分详细阐述了如何将复杂的物理系统转化为统一的状态空间模型，并以此为基础进行系统性能分析。 1. 系统的规范型与变换： 详细介绍能控标准型、能观测标准型、约当标准型等，并论述系统变换对系统内在性质（如稳定性）的影响。 2. 可控性与可观测性理论： 运用卡尔曼秩判据进行严格的代数证明，并结合具体的工程案例（如机械臂运动学）来阐释其物理意义。讨论不可控/不可观测子空间的概念。 3. 稳定性理论的深化： 不仅限于李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性定义，更深入探讨了指数稳定性、渐近稳定性的判定条件。重点介绍李雅普诺夫方程在线性系统稳定性和能量分析中的核心作用。 4. 线性二次型调节器（LQR）基础： 引入最优控制的初步概念，推导连续时间和离散时间LQR问题的求解方法，强调Riccati方程的求解与状态反馈增益的计算。 第三部分：状态反馈与观测器设计（State Feedback and Observer Design） 本部分专注于如何利用完整的或部分的状态信息来实现系统的性能优化与状态估计。 1. 极点配置（Pole Placement）： 详细讲解Ackermann公式的推导与应用，以及如何通过状态反馈将系统极点放置到期望的位置以满足暂态响应要求。 2. 输出反馈与分配限制： 讨论当无法获取全部状态信息时的解决方案，包括动态输出反馈的设计原理。 3. 状态观测器设计： 重点介绍Luenberger观测器的原理、设计步骤及与系统可观测性之间的关系。分析观测器误差的动态特性。 4. 最小阶观测器与卡尔曼滤波器的桥接： 简要介绍最小阶观测器的概念，并为下一章节的随机系统分析埋下伏笔。 第四部分：最优控制与随机系统（Optimal Control and Stochastic Systems） 这是现代控制理论中难度较高但应用价值极高的部分，本书对此进行了详尽的阐述。 1. 变分法与泛函导数： 为推导最优控制律提供数学工具，包括欧拉-拉格朗日方程的应用。 2. 庞特里亚金极大值原理（Pontryagin's Maximum Principle）： 详细阐述协态（Costate）变量的引入及其在求解最优控制问题中的作用，区别于经典变分法的局限性。 3. 线性二次高斯（LQG）控制： 将最优控制与随机系统估计完美结合。详细推导卡尔曼滤波器的递推公式及其在系统状态估计中的最优性证明。 4. 分离原理（Separation Principle）： 阐述最优估计和最优控制在随机系统设计中可以独立进行设计的深刻意义。 第五部分：非线性控制与鲁棒性初步（Nonlinear Control and Robustness Introduction） 本部分引入了超越LTI系统的控制挑战，并初步接触了前沿的控制方法。 1. 非线性系统的分析： 探讨相平面法、李雅普诺夫直接法在非线性系统稳定性分析中的应用。 2. 反馈线性化（Feedback Linearization）： 介绍如何通过坐标变换和状态反馈将部分非线性系统转化为线性的结构，从而应用成熟的线性控制技术。 3. 奇异摄动法与多速率系统： 针对快慢动态分离的复杂系统进行有效建模与简化。 4. H-无穷（H-$infty$）控制简介： 作为鲁棒控制的入门，介绍了H-无穷范数在衡量系统对外部干扰抑制能力中的作用，并讨论了求解H-无穷控制器的基本思路。 本书特色 强调几何直觉： 穿插大量的图示和几何解释，帮助读者理解高维状态空间中的概念。 丰富的工程实例： 每个核心理论点后都附有详细的工程案例分析，如无人机姿态控制、磁悬浮列车设计等。 严谨的数学推导： 所有核心定理和公式均提供完整的、可复现的数学推导过程，保证了理论的严谨性。 离散系统与连续系统并重： 连续时间系统和离散时间系统（数字控制）的分析方法和设计准则在全书中得到对称的论述。 本书是控制科学领域高质量学术著作的代表，是系统控制工程师和研究人员不可或缺的专业工具书。

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