非线性控制系统

出版者:电子工业出版社

作者:Alberto Isidori

页数:428

译者:王奔

出版时间:2005-6

价格:65.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787121011986

丛书系列:国外计算机科学教材系列

具体描述

这是一本在国际上最负盛名、最有影响的自动控制领域专著，主要阐述应用微分几何理论设计非线性控制系统的方法。本书是作者结合20多年来的主要成果及教学经验历时十多年完成的。前三章介绍了非线性系统的基本理论及其相关的近世代数和几何基础理论；第4章和第5章叙述了单输入单输出及多输入多输出非线性系统的精确线性化方法；第6章和第7章进一步深入讨论了多输入多输出非线性系统的输入输出解耦问题；第8章陈述了输出跟踪和输出调节问题；第9章针对较弱的条件探讨了半全局线性化问题。附录A概述了所涉及到的拓扑学及微分拓扑学的相关理论；附录B简述了中心流形理论及奇异摄动理论。前三章和附录介绍了本书的基础知识，其他各章则阐述了各种设计方法。

本书取材广泛，叙述清晰，论证严谨，文字简洁流畅，可作为自动控制专业的高年级本科生和研究生的教材，也可作为其他相关领域的学者和工程师的参考书。

用户评价

我本来以为这是一本侧重于理论推导的纯数学著作，但阅读中发现，作者非常巧妙地穿插了大量的工程实例和仿真案例来佐证理论的有效性。例如，在讨论自适应控制器的收敛性时，书中没有仅仅停留在证明劳斯-赫尔维茨判据的严谨性上，而是紧接着展示了一个实际的无人机姿态控制系统，在参数模型发生变化时，该控制器如何快速地重新收敛到期望的性能指标。这些案例的选取非常具有代表性，涵盖了机械臂运动学、电力电子系统以及化学反应过程的控制等多个领域，这让我意识到，书中所介绍的理论并非空中楼阁，而是拥有广泛的工程落地前景。这种理论与实践的紧密结合，极大地增强了我学习下去的动力。它不仅仅教会我“为什么”某个方法有效，更重要的是展示了“如何在真实世界中应用”它，这对于一个期望将学术成果转化为实际产品的工程师而言，价值无可估量。

拿到这本厚重的专著，我立刻被其中那种深入骨髓的数学推导所震撼。坦白说，很多章节需要我反复阅读才能勉强跟上作者的思路。它不是那种让你轻松愉悦阅读的“科普”读物，更像是一场智力上的马拉松。比如，在讲解高阶微分几何在系统建模中的应用时，作者没有采取过多的简化和类比，而是直接抛出了严密的张量分析和微分流形的概念，这对于我这种更偏向工程应用的读者来说，无疑是一个不小的门槛。我甚至怀疑，如果不是对状态空间表示和拉格朗日力学有非常扎实的背景，直接阅读这些章节可能会感到寸步难行。然而，正是这种“硬核”的态度，让我确信这本书的内容具有极高的学术价值和不可替代性。那些图示，虽然数量不多，但每一个都精心设计，直观地展示了抽象的数学概念在物理系统中的映射关系，例如相平面分析中那些复杂的极限环的拓扑结构，一旦理解，便豁然开朗。总而言之，这本书要求读者投入大量的时间和心力，但作为回报，它承诺揭示控制系统背后那些深刻的、本质的数学规律，这绝对值得我为之付出努力。

这本书的排版和印刷质量给我留下了深刻的印象，这在专业技术书籍中往往是一个容易被忽视的细节，但对于需要长时间阅读的读者来说至关重要。纸张的质地很好，抗反光，长时间盯着密密麻麻的公式看，眼睛的疲劳感相对减轻了不少。更值得称赞的是，作者在公式的呈现上做到了极度的清晰和规范化，每一个希腊字母、每一个下标和上标都区分得一目了然，这在处理那些嵌套极深的复合表达式时尤其重要。我记得以前读过一些盗版或者印刷质量差的教材，连积分符号的上下限都快要模糊在一起了。这本书则完全没有这个问题，这体现了出版方对专业知识传播的尊重。我尤其喜欢它在定理和推论之间的区分，通常使用不同的字体或者加粗来强调重点，这使得我们在构建知识树时，能够迅速区分哪些是核心结论，哪些是推导过程中的中间步骤。这种细致入微的排版处理，极大地提升了阅读效率，让复杂的理论学习过程变得相对顺畅，是那种“可以安心用来查阅和长期珍藏”的书籍。

这本书最吸引我的地方，在于它对“不确定性”处理的全面视角。在现代工程实践中，我们面对的系统几乎都是带有噪声、模型误差和外部干扰的，单纯的理想化模型已经无法满足要求。这本书显然意识到了这一点，并用大量的篇幅探讨了如何构建具有容错性的控制策略。从H无穷范数的优化到滑模控制中对不确定性的严格界定，再到模糊逻辑和神经网络在不确定性估计中的新兴应用，作者提供了一个多维度的工具箱。我特别欣赏它对于模型预测控制（MPC）的深入探讨，特别是如何将约束条件和非线性动态有效地融入到实时优化框架中。这种对系统固有局限性的诚实面对和积极应对，使得整本书的论述显得异常成熟和可靠。它没有给人一种“只要理论正确，一切皆可完美控制”的虚假乐观，而是教会读者如何在充满矛盾和不确定的现实世界中，设计出最“稳健”的解决方案，这才是真正控制工程师所需要的智慧。

这本书的封面设计给我一种非常专业和严谨的感觉，那种深邃的蓝色调和简洁的字体排布，一下子就让人联想到了复杂而精密的数学世界。我拿起它的时候，首先关注的是目录，里面的章节标题都充满了挑战性，比如“李雅普诺夫稳定性理论的深度剖析”、“鲁棒控制设计的前沿进展”等等，这些名词的堆砌本身就暗示了内容之深厚。我个人对控制理论中的一些基础概念已经有了一定的了解，比如经典的PID控制，但这本书显然不是用来普及基础知识的。它似乎更像是一本面向研究人员或者高年级研究生的进阶手册。我特别留意了参考文献部分，引用的文献大多是近十年内的顶会和期刊论文，这说明作者在努力追赶学术界最新的脉搏，而不是仅仅停留在教科书的经典内容上。我希望能从中找到一些能够直接应用到我目前研究项目中的新颖方法，尤其是在处理那些具有明显滞后效应和不确定性扰动的系统时，传统线性方法往往力不从心，期待这本书能提供一些突破性的视角和工具。光是翻阅其结构，我就能感受到作者在梳理复杂理论体系时所下的苦功，每一个章节之间的逻辑衔接都显得煞费苦心，力求构建一个完整且自洽的知识体系，这对于一个系统性学习者来说，无疑是最大的福音。

必须要重推的一本书，对于李雅普诺夫的各种应用都分析的很到位。对于控制论方向深造的自动化专业学生应该好好的读一下。

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