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出版者:科学

作者:贺益康//潘再平

出品人:

页数:303

译者:

出版时间:2010-7

价格:33.00元

装帧:

isbn号码:9787030281524

丛书系列:

图书标签:

• 电力电子
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• 控制工程
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《现代控制理论与应用：系统辨识、最优控制与鲁棒控制前沿》 图书简介 本书旨在全面、深入地阐述现代控制理论的核心概念、经典方法及其在复杂工程系统中的前沿应用。不同于侧重于电力电子器件或电路拓扑的专业书籍，本书将视角聚焦于系统的“大脑”——如何建立精确的数学模型，并基于这些模型设计出高效、可靠、高性能的控制策略。本书内容跨越了传统控制的范畴，深入探讨了信息、计算与决策机制在现代工程系统中的集成作用。 全书结构严谨，逻辑清晰，从理论基础出发，逐步深入到高级控制设计技术，最终面向实际工程挑战。全书共分为五大部分，涵盖了现代控制理论的基石、先进的系统建模技术、经典的最优控制框架、现代鲁棒性保障方法以及面向智能化的新兴控制趋势。 --- 第一部分：控制系统的数学基础与状态空间方法 (约 300 字) 本部分是理解现代控制理论的基石。我们首先回顾经典控制理论中的传递函数表示法的局限性，引入状态空间（State-Space）表示法，强调其对多输入多输出（MIMO）系统和时变系统的优越性。内容详述了线性定常系统（LTI）的描述，包括状态向量、状态方程和输出方程的构建。 核心内容包括：系统的能控性（Controllability）和可观测性（Observability）的数学判据（如卡拉曼判据），这些判据是设计有效状态反馈和观测器的前提。此外，详细讲解了状态转移矩阵的求解方法及其在系统时间响应分析中的应用。对于非线性系统，本部分引入了线性化技术，为后续分析和设计奠定基础。通过丰富的示例，读者将掌握如何将复杂的物理系统转化为标准的线性代数模型，为进一步的控制设计做好准备。 --- 第二部分：系统辨识与先进模型建立 (约 350 字) 精确的模型是有效控制设计的先决条件。本部分聚焦于系统辨识（System Identification）技术，即如何通过实验数据而非纯粹的物理建模来获取系统的数学模型，特别适用于模型难以解析的复杂系统。 内容从概率论和统计学基础出发，介绍了参数估计的基本框架。详细阐述了递归最小二乘（Recursive Least Squares, RLS）算法及其在在线辨识中的应用。随后，深入探讨了工具变量法（Instrumental Variables, IV），用以处理模型中的测量噪声和未建模动态对参数估计的偏差问题。 在模型结构选择方面，本书详细比较了ARX、ARMAX、OE等经典参数模型结构，并引入了子空间辨识（Subspace Identification）方法，如N4SID算法，该方法能够直接辨识出系统的状态空间模型，特别适用于高阶或多输入多输出系统的结构化建模。本部分强调了模型验证的重要性，包括残差分析和交叉验证，确保所建模型具有足够的工程精度和泛化能力。 --- 第三部分：最优控制理论与性能优化 (约 400 字) 最优控制是现代控制的核心目标之一，旨在以某种性能指标（如能量消耗、时间、误差平方和等）最小化的方式设计控制器。 本部分从变分法和泛函分析的视角切入，推导出庞特里亚金最大值原理（Pontryagin's Maximum Principle），这是处理约束优化问题的强大工具。随后，重点讲解了哈密顿-雅可比-贝尔曼（Hamilton-Jacobi-Bellman, HJB）方程的推导和求解，这是求解连续时间最优控制问题的基础。 对于线性系统与二次型性能指标（LQR）问题，本书提供了代数黎卡提方程（Algebraic Riccati Equation, ARE）的详细求解步骤，并阐述了LQR控制器如何通过状态反馈实现全局最优。 此外，本部分还涵盖了最优状态观测器的设计，即卡尔曼滤波（Kalman Filter）。卡尔曼滤波被详细解释为在存在系统噪声和测量噪声的随机环境中，实现最优线性无偏估计的迭代算法，是现代导航、制导与控制系统中不可或缺的工具。 --- 第四部分：鲁棒性设计与不确定性处理 (约 300 字) 在实际工程中，模型参数总存在不确定性，环境因素会发生变化。本部分致力于如何设计出对模型误差、外部扰动具有强健性能的控制器，即鲁棒控制（Robust Control）。 内容集中于$mathcal{H}_{infty}$ 控制理论。本书清晰阐述了如何将系统性能要求和不确定性模型转化为加权奇异值的约束，并通过求解线性矩阵不等式（LMI）来获得鲁棒控制器。重点分析了输入/输出反馈的求解框架及其在保证系统稳定裕度方面的优势。 同时，本书也回顾了经典的鲁棒稳定判据，如界限稳定（Bounded-Input Bounded-Output, BIBO）稳定性的严格定义，并探讨了$mu$ 综合分析在评估具有结构化不确定性系统的裕度时的应用。通过数值算例，读者将理解 $mathcal{H}_{infty}$ 控制如何在满足性能的同时，为系统提供可量化的鲁棒性保证。 --- 第五部分：非线性控制与先进算法概览 (约 200 字) 本部分将理论视野拓展到更复杂的非线性系统和新兴领域。 对于非线性控制，本书介绍了基于反步法（Backstepping）的系统性设计流程，这是一种递归构造Lyapunov函数来保证全局稳定性的强大方法。此外，还简要介绍了滑模控制（Sliding Mode Control, SMC），重点分析其快速收敛性、对抗外部扰动的强大能力，以及如何处理其固有的抖振现象。 在先进算法概览部分，本书简要介绍了模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）的原理，强调其通过在线优化在处理系统约束和实现前馈控制方面的优势。最后，对控制理论与其他前沿领域（如强化学习控制）的交叉进行了展望，为读者指明了未来研究的方向。 --- 总结 《现代控制理论与应用》是一部面向高年级本科生、研究生以及从事先进工业控制系统研发的工程师的专业参考书。它系统地构建了从系统辨识、数学建模到最优性能设计、鲁棒性保障的完整技术链条，为读者提供了驾驭复杂动态系统的理论工具和工程视野。本书的理论深度与工程实用性并重，旨在培养读者解决真实世界中高难度控制问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

虽然我觉得很多推导都不怎么完美，不过与有的别的电力电子书比起来，稍微好一点。 现在举例说明： 在page148基本DC-DC变换器中： 其假设关断模式下的uout=uc不变，因此输出的iout不变，然而又因为il=ic+io;故而有ic不等于0，也就是说电容两端电流在变化，那么与之前假设矛盾了...

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，严格来说，我并没有完全涉猎到。我当初买这本书，主要是出于对“电力电子”这个领域名字的好奇。我一直觉得这个名字本身就带着一种神秘感和力量感，仿佛能打开通往某种强大技术的大门。在我的想象中，电力电子技术应该是那种能让普通电器变得更智能、更节能，甚至能驱动那些庞大、复杂的工业设备的幕后英雄。所以，当我看到这本书时，直觉就告诉我，这可能是我了解这个神秘领域的一条途径。我翻阅了一些章节，里面的公式和图表确实给我一种“高深”的感觉，让我觉得这玩意儿不像日常生活中看到的简单电器，背后一定有着精密的计算和设计。我甚至脑补了一下，是不是很多电动汽车、智能家居的关键技术都藏在这些知识里面？可惜的是，我个人对电子学和物理学的基础知识储备比较有限，很多概念对我来说还是云里雾里的，就像看天书一样。但即便如此，每次看到那些复杂的电路图，我都会产生一种莫名的敬畏感，觉得人类的智慧真的是无穷的，能够设计出如此精妙的系统来控制和转换强大的电力。这本书，就像是一扇窗，让我窥视到了那个我不曾完全理解的世界，虽然我还没能完全领悟其中的精髓，但它确实在我心中播下了好奇的种子。

评分☆☆☆☆☆

我买这本《电力电子技术》，很大程度上是受了身边一个学电子工程的朋友的影响。他总是神神秘秘地跟我说，电力电子技术有多么重要，关系到从家里的充电宝到城市里的大型电网，无处不在。我一直对“电力”这个词有着一种天然的敬畏，觉得它既是便利的来源，也是潜在的危险。而“电子”又总让我联想到那些精密的电路板和闪烁的指示灯。这本书的出现，似乎正好将这两个概念完美地结合在了一起。我曾经在一个项目里，需要处理一些关于设备电源的稳定性问题，当时就觉得，如果能了解一些关于电源转换和滤波的原理，可能会对解决问题有帮助。我当时就想到了这本书，猜测它里面或许就有涉及这方面的知识。虽然我目前的工作并没有直接用到这本书的内容，但我一直认为，理解一个领域的“底层逻辑”是非常重要的。我希望通过这本书，能够对电力电子技术有一个初步的认识，了解它是如何工作的，以及它在各个领域扮演的角色。我还没有深入阅读，但我对书中可能包含的关于能量转换效率、功率因数校正、电磁兼容性等内容充满了期待，这些都是听起来就非常“硬核”的技术名词，但却能支撑起我们现代生活的方方面面。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本书的时候，更多的是出于一种“凑单”的心理，再加上我对“电力”这个概念一直有一种模糊的崇拜感。在我小时候的认知里，电是神秘而强大的，是点亮万家灯火的源泉。而“电子”这个词，又带着一丝现代科技的冰冷和精密。这本书的书名《电力电子技术》，听起来就很有分量，让人觉得里面一定蕴含着许多不为人知的奥秘。我曾经在一个科技展览上看到过一些关于变频器、逆变器的展示，它们能让电机以不同的速度运转，或者将直流电转换为交流电，当时就觉得非常神奇。我当时就猜想，这本书里是不是就讲解了这些神奇装置的原理。我翻看了几页，确实看到了不少关于晶体管、二极管、MOSFET之类的术语，还有各种波形图和效率曲线。这些东西对我来说，虽然看不太懂具体怎么运作，但隐约能感觉到它们是控制电能流动的关键。我一直对新能源汽车的电池管理系统很感兴趣，总觉得那里面的技术一定非常复杂，能让汽车跑得更远，充电更快。我猜想，这本书里是不是就包含了这类技术的理论基础。虽然我还没能深入研究，但这本书的存在，让我觉得科技的世界真的充满了无限可能，而电力电子技术，就像是连接能量和智能的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

我购买《电力电子技术》这本书，主要是出于一种“拓展视野”的愿望。我本身从事的行业与电力或电子并没有直接关联，但平时工作中经常会接触到一些涉及自动化控制和工业设备的内容。我发现，很多先进的设备，无论是大型的生产线，还是小巧的传感器，都离不开电力电子技术的支持。我曾经在参观一家工厂时，看到一台巨大的设备在进行高速运转，当时就很好奇它是如何实现如此精密的控制的，尤其是它的能耗和运行稳定性。我猜测，这本书里可能就涵盖了这类工业级应用的技术原理，比如如何高效地转换和控制大功率的电力，以及如何保证系统的稳定性和安全性。我翻阅了一下目录，看到了一些诸如“开关电源”、“逆变器”、“功率变换器”等章节，这些名词听起来就很高大上，而且感觉在现代工业中应用非常广泛。我虽然不是电子专业的出身，但对于能够驱动现代工业运转的底层技术总是充满好奇。我想，这本书或许能帮助我理解一些设备的运行机制，或者至少能让我对它们产生更深的敬畏。我还没有机会深入阅读，但光是书名和目录，就足以让我对这个领域产生浓厚的兴趣，觉得它是一门非常实用且具有深远影响的技术。

评分☆☆☆☆☆

当初之所以选择《电力电子技术》这本书，纯粹是因为我看到它被放在了“科技类”书架的显眼位置，而且书名本身就给我一种“硬核”且“实用”的感觉。在我个人的理解中，电力是驱动现代社会运转的基石，而“电子”则是控制和管理这种动力的关键。我曾经在一个关于智能家居的讲座中，听到讲师提到了“智能电源管理”的概念，当时就觉得这个领域非常有趣。我猜想，这本书里会不会就有关于如何设计高效、智能的电源模块，如何实现电力的高精度控制等内容。我对新能源汽车的续航里程问题一直很关注，总觉得电池的充放电管理和电机的驱动控制是其中的核心技术。我脑海里浮现出，这本书里是不是就包含了驱动电动汽车行驶的那些关键的功率变换器和控制算法的理论基础。我还没有来得及细读，但仅仅从书的封面上，我就能感受到它所蕴含的专业性和深度。我觉得，掌握了电力电子技术，就如同掌握了某种“魔法”，能够让能量以我们想要的任何方式去运作。虽然我可能不会成为这方面的专家，但了解这门技术，对我理解和欣赏那些改变世界的科技产品，一定是大有裨益的。

评分☆☆☆☆☆

很不错的一本教材

评分☆☆☆☆☆

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很不错的一本教材

评分☆☆☆☆☆

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