New Horizons in the Analysis of Control and Raising pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Davies, William D. (EDT)/ Dubinsky, Stanley (EDT)

出品人:

页数:375

译者:

出版时间:

价格:1474.00元

装帧:HRD

isbn号码:9781402061752

丛书系列:

图书标签:

控制分析
语用学
句法学
语言习得
施动句
话题突出
信息结构
句法理论
英语语言学
认知语言学

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具体描述

《现代控制理论进展与应用》本书深入探讨了现代控制理论的前沿领域，并重点关注其在不同工业和技术场景中的实际应用。通过严谨的数学推导和详实的案例分析，本书旨在为读者提供一个全面而深入的理解。核心内容概述：第一部分：现代控制理论基础系统建模与表示：本部分详细介绍了多种现代控制系统建模技术，包括状态空间方法、传递函数表示以及其在不同系统类型（线性、非线性、时变）中的应用。我们将探讨如何从物理原理或实验数据中建立精确的系统模型，并讨论模型不确定性及其对控制性能的影响。稳定性分析：稳定性是控制系统设计的基石。本书将详细阐述李雅普诺夫稳定性理论，包括直接法和间接法，并讨论渐近稳定性、指数稳定性以及有限时间稳定性等概念。此外，还将覆盖线性系统和非线性系统的稳定性判据，如赫尔维茨判据、奈奎斯特判据、根轨迹法以及非线性系统的李雅普诺夫函数构造等。最优控制：最优控制理论是现代控制的核心组成部分。本书将深入研究庞特里亚金最小值原理和动态规划原理，讲解如何为具有特定性能指标（如时间、能量、平方误差）的系统设计最优控制器。我们将分析线性二次型调节器（LQR）和其他最优控制设计方法，并探讨其在轨道规划、资源分配等问题中的应用。状态估计与观测器设计：在许多实际应用中，系统的所有状态变量可能无法直接测量。本部分将介绍卡尔曼滤波及其变种（如扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波）在状态估计中的作用。同时，还将详细讲解各种状态观测器（如高增益观测器、匿名观测器、全阶观测器）的设计原理和方法，以及它们如何与控制器相结合以实现状态反馈控制。第二部分：先进控制技术与方法鲁棒控制：现实系统往往存在模型不确定性、外部扰动等问题。鲁棒控制旨在设计能够在存在不确定性条件下仍能保证系统性能和稳定性的控制器。本书将详细介绍H∞控制、μ-综合等鲁棒控制设计方法，分析其理论基础和设计流程，并展示其在航空航天、机器人等领域的应用。自适应控制：当系统参数发生变化或未知时，自适应控制能够实时调整控制器参数以维持系统性能。本书将介绍自适应控制的几种主要类型，包括模型参考自适应控制（MRAC）、自调整增益（STR）等，并探讨其在非线性系统和参数变化系统中的应用。滑模控制：滑模控制是一种对扰动和模型不确定性具有强鲁棒性的非线性控制方法。本书将详细阐述滑模控制的基本原理，包括滑模面设计、切换律构造，并讨论其在解决抖振问题方面的改进方法。模糊控制与神经网络控制：随着人工智能技术的发展，模糊逻辑和神经网络在控制领域的应用日益广泛。本书将介绍基于模糊逻辑的推理机制和控制器设计方法，以及如何利用神经网络学习系统动态和优化控制策略，并展示其在复杂系统控制中的潜力。预测控制：模型预测控制（MPC）是一种先进的控制策略，它利用系统的未来模型信息和对未来约束的预测来优化控制输入。本书将详细讲解MPC的原理，包括滚动优化、模型预测和控制律的在线计算，并分析其在化工过程、车辆动力学等领域的成功案例。第三部分：控制系统在关键领域的应用机器人与自动化：机器人系统的运动控制、路径规划、目标跟踪是现代控制理论的重要应用方向。本书将探讨如何利用状态空间控制、最优控制和机器人动力学模型设计精确的机器人控制器，并介绍如何在动态环境中实现自主导航和操作。航空航天系统：飞机、导弹、卫星的姿态控制、轨道保持、导航制导是航空航天工程的核心。本书将结合现代控制理论，分析这些系统的动力学特性，并介绍如何设计鲁棒的飞行控制器以应对气动参数变化和外部扰动。智能交通系统：自动驾驶汽车、交通流量优化是交通领域的重要研究课题。本书将讨论如何利用先进的控制算法实现车辆的精确控制、车队协同以及交通网络的整体优化。生物医学工程：血糖控制系统、药物输送系统、人工器官控制等生物医学应用也受益于现代控制理论。本书将探讨如何设计具有高精度和安全性的生物医学控制器，以改善患者的生活质量。能源与环境系统：风力发电、太阳能发电、智能电网以及污染控制系统等能源与环境领域的复杂系统，也需要先进的控制技术来提高效率和可持续性。本书将展示如何利用现代控制方法来优化能源生产、分配和环境保护。本书特色：理论与实践相结合：每一章都力求在深入讲解理论的同时，提供丰富的实际应用案例，帮助读者建立理论与实践之间的桥梁。循序渐进的结构：从基础概念到前沿技术，本书的章节安排清晰，逻辑性强，适合不同背景的读者。深入的数学推导：对于关键理论，本书提供了严谨的数学推导过程，确保读者能够透彻理解其内在逻辑。广泛的适用性：本书涵盖的控制理论和应用领域广泛，旨在满足工程师、研究人员和高年级本科生/研究生在不同专业方向的需求。通过阅读本书，读者将能够掌握现代控制理论的核心思想和方法，并能够将其应用于解决各种工程和技术挑战。