切换中立型控制系统概论

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出版者:
作者:张榆平
出品人:
页数:108
译者:
出版时间:2010-4
价格:20.00元
装帧:
isbn号码:9787562931768
丛书系列:
图书标签:
  • 控制系统
  • 中性轴控制
  • 电力系统
  • 继电保护
  • 电力电子
  • 电气工程
  • 自动化
  • 高电压
  • 电网稳定
  • 电力系统分析
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具体描述

《切换中立型控制系统概论:原理、设计与仿真》内容简介:切换中立型控制系统是一类重要的混杂系统。由于这类系统中既有连续动态,又有离散动态,还有中立型时滞的交互作用,所以许多工程实际问题可以用这样的系统模型来描述,具有广泛的工程实践背景和理论研究意义。《切换中立型控制系统概论:原理、设计与仿真》以Lyapunov稳定性理论为基础,采用线性矩阵不等式方法,研究了切换中立型控制系统的稳定性分析与设计的一些问题。

好的,这是一份关于一本名为《切换中立型控制系统概论》的图书的详细简介。请注意,根据您的要求,这份简介将完全不涉及《切换中立型控制系统概论》这本书的任何具体内容,而是描述一本在相同领域内但主题不同的、与之形成对比或互补的另一本图书的概况。 --- 《现代经典控制理论与应用:非线性动力学视角》图书简介 导言:穿越线性边界的控制科学 在当代工程科学与自动化领域,控制理论始终是驱动复杂系统精确、稳定运行的核心基石。传统上,控制理论的早期发展侧重于线性系统的分析与综合,为众多成熟工业应用奠定了坚实基础。然而,随着技术向更深层次的复杂性迈进——从高精度航空航天器到生物医学工程中的微观调控——现实世界中普遍存在的非线性、时变特性,使得线性模型往往力不从心。 《现代经典控制理论与应用:非线性动力学视角》正是在这样的时代背景下应运而生的一部深度专著。本书并非仅仅是对经典理论的简单回顾,而是致力于构建一座坚固的桥梁,连接成熟的线性控制框架与亟待解决的非线性控制难题。它旨在为读者提供一套系统的、面向应用的工具集,以深刻理解和有效驾驭那些由非线性动力学主导的复杂系统。 第一部分:回归基础与跨越鸿沟 本书的开篇部分,首先对根植于经典控制论的频率域分析(如伯德图、奈奎斯特图)和时域分析(如根轨迹、状态空间法)进行了精炼的回顾,确保读者具备扎实的基础知识。然而,重点迅速转向非线性系统的本质区别。 非线性系统的辨识与建模: 这一部分深入探讨了如何将现实世界的非线性现象——如饱和效应、死区、摩擦以及滞后——准确地转化为数学模型。读者将学习到多种建模范式,包括描述函数法、状态依赖的参数化模型,以及如何利用实验数据进行非线性系统辨识。特别地,本书详细解析了奇异摄动理论在描述具有多时间尺度行为的非线性系统中的应用,这对分析具有快速和慢速动态耦合的系统至关重要。 稳定性理论的深化: 线性系统稳定性分析主要依赖特征值位置。但在非线性领域,这一工具失效。《现代经典控制理论与应用》花费了大量篇幅来阐述李雅普诺夫稳定性理论的强大威力。从直接法到间接法,再到更为精细的有限时间稳定性概念,本书全面展示了如何构建合适的李雅普诺夫函数来判定系统的全局渐近稳定性、指数稳定性乃至有界稳定性。此外,针对特定类型的非线性系统(如高阶积分器系统),书中引入了背拉索法(Backstepping),这是一种构建复杂控制器设计的强大递归方法。 第二部分:非线性控制设计的前沿方法 如果说第一部分奠定了理论基石,那么第二部分则聚焦于实际的控制策略设计。本书并未止步于传统的PID控制的非线性增益调度版本,而是深入探讨了更具现代意义的、能处理高维复杂系统的控制技术。 滑模控制(Sliding Mode Control, SMC)的精炼: 滑模控制以其对模型不确定性和外部扰动的强大鲁棒性而著称。本书详细剖析了SMC的二阶滑模设计,并着重解决了经典SMC带来的“抖振”问题。作者引入了高阶滑模(Higher Order Sliding Mode, HOSM)的概念,特别是超扭矩控制器(Super-Twisting Algorithm),展示了如何在保持高鲁棒性的同时,显著减小控制信号的开关频率,从而实现更平滑的系统执行。 反馈线性化与微分几何方法: 对于那些具有特定微分结构(如全反馈线性化或输出反馈线性化)的系统,本书介绍如何运用微分几何工具,如李导数和外微分,将复杂的非线性系统转化为等效的线性系统。这为设计高性能的线性控制器提供了理论基础。书中通过航空姿态控制和机械臂运动控制的实例,阐释了坐标变换在简化控制设计中的关键作用。 基于优化的控制与模型预测控制(MPC): 在追求最优性能的现代工业场景中,基于优化的方法不可或缺。《现代经典控制理论与应用》深入介绍了模型预测控制(MPC)在处理约束条件(如输入饱和、状态限制)下的非线性系统时的应用。本书详述了在线优化的计算流程、求解器的选择,并对比了全局优化与局部优化策略在计算效率与控制性能之间的权衡。 第三部分:特定应用领域的挑战与展望 为了体现理论的普适性和工程相关性,本书的最后一部分深入探讨了两个前沿应用领域,展示了如何整合前述的控制工具箱。 智能电网中的复杂动态: 在大型互联电力系统中,发电机、变频器和负荷之间的相互作用引入了强烈的非线性和不确定性。本书分析了暂态稳定性和小扰动稳定性的边界,并探讨了如何使用分散控制和分布式优化算法来协调多个能源单元,确保电网的韧性与可靠性。 机电耦合系统的精准控制: 在高性能伺服驱动和机器人技术中,机械柔顺性、电机电磁非线性和摩擦效应共同构成挑战。本书展示了如何通过先进的辨识技术获取准确的非线性模型,并应用自适应控制和鲁棒控制技术,实现对这类耦合系统在高速、高精度操作下的精确轨迹跟踪与干扰抑制。 结语:面向未来的控制工程师 《现代经典控制理论与应用:非线性动力学视角》不仅是一本教材,更是一份指导工程师和研究人员深入非线性控制前沿的路线图。通过清晰的理论推导、丰富的案例分析和对前沿研究方向的探讨,本书旨在培养读者超越传统线性思维的局限,使他们有能力应对21世纪工程实践中日益增加的复杂性与不确定性。掌握本书内容,即是掌握了驾驭复杂动态系统的核心能力。

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