Limited Data Rate in Control Systems With Networks pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:Springer Verlag

作者:Ishii, Hideaki/ Francis, Bruce A. (EDT)/ Ishii, Hideaki (EDT)/ Francis, Bruce A.

出品人:

頁數:173

译者:

出版時間:

價格:89.95

裝幀:Pap

isbn號碼:9783540432371

叢書系列:

圖書標籤:

• 控製係統
• 網絡控製
• 數據速率限製
• 通信網絡
• 優化
• 魯棒控製
• 分布式控製
• 延遲係統
• 性能分析
• 約束優化

現代控製理論中的先進主題：聚焦於魯棒性、非綫性與智能係統 圖書簡介 本書深入探討瞭現代控製理論中幾個前沿且至關重要的領域，旨在為高級本科生、研究生以及控製係統工程師提供一個全麵、深入且具有實踐指導意義的知識體係。全書結構嚴謹，內容翔實，側重於當前工程應用中最具挑戰性的問題，特彆是係統在不確定性、外部擾動以及復雜動態下的性能保證。 本書的核心結構圍繞三大支柱展開：魯棒控製設計、先進的非綫性係統分析與綜閤，以及智能控製方法的融閤與應用。 第一部分：麵嚮不確定性的魯棒控製設計 本部分著重於如何設計能夠在麵對模型不確定性、參數攝動和外部乾擾時，仍能保持穩定性和性能的控製器。我們摒棄瞭傳統上對係統模型精確性的過度依賴，轉嚮基於“邊界”的性能保證。 第一章：H-無窮（$H_infty$）控製係統基礎與優化 本章首先迴顧瞭經典控製理論中輸入-輸齣穩定性（BIBO）的概念，並引入瞭 $H_infty$ 範數作為衡量係統對輸入擾動敏感度的精確數學工具。重點探討瞭軟/硬約束下的 $H_infty$ 控製器綜閤，包括基於黎卡提方程（Riccati Equations）的求解方法，以及在復雜多輸入多輸齣（MIMO）係統中的數值實現挑戰。我們詳細分析瞭零極點配置在 $H_infty$ 設計中的作用，並展示瞭如何通過規範化（Normalization）技術來簡化復雜係統的 $H_infty$ 設計過程。 第二章：$mu$ 綜閤與結構化奇異值 當係統不確定性具有特定結構時，傳統的 $H_infty$ 方法可能過於保守。本章引入瞭D-K迭代算法和結構化奇異值 ($mu$ 值) 理論。詳細闡述瞭如何構建錶示不確定性的“ $Delta$ 塊”，並利用 $mu$ 值作為衡量性能裕度的關鍵指標。本章深入探討瞭如何處理參數不確定性（如矩陣攝動）以及如何通過交替優化（D-K 迭代）來逼近最優的魯棒控製器。此外，還討論瞭增益調度（Gain Scheduling）技術在處理綫性參數變化（LTV）係統中的魯棒性提升作用。 第三章：魯棒穩定性分析：李雅普諾夫方法與二次穩定性 本章迴歸到對係統穩定性的深入分析，重點關注在不確定性下的穩定性判定。我們詳細考察瞭經典的李雅普諾夫穩定性理論及其在不確定係統中的推廣，特彆是二次型李雅普諾夫函數（Quadratic Lyapunov Functions）在LMI（綫性矩陣不等式）框架下的應用。本章展示瞭如何利用LMI求解器來判定一個係統是否具有魯棒穩定性，以及如何設計一個保證二次穩定性的狀態反饋控製器。通過大量的實例，說明瞭LMI在係統裕度分析中的優越性。 第二部分：非綫性係統的分析、控製與適應 現代工程係統（如航空航天、生物醫學、復雜機器人）的動態往往是非綫性的。本部分緻力於提供分析和控製這些復雜係統的先進數學工具。 第四章：反饋綫性化與微分幾何方法 本章從微分幾何的視角審視非綫性係統，介紹如何通過坐標變換和狀態反饋將一個特定的非綫性係統轉化為綫性係統（全反饋綫性化）。詳細推導瞭可積性條件（Frobenius 定理）和微分形式的定義。本章不僅展示瞭如何實現精確的反饋綫性化，還探討瞭“部分反饋綫性化”在實際應用中的意義，以及如何處理非最小相位（Non-Minimum Phase）係統的控製挑戰。 第五章：滑模控製（SMC）與不確定性補償 滑模控製因其對外部擾動和模型未知的強大魯棒性而備受關注。本章係統地介紹瞭滑模控製的設計原理，包括滑模麵（Sliding Surface）的設計、等效控製的計算以及超扭矩（Chattering）現象的産生機製。重點在於引入先進的SMC技術，如高階滑模控製（Higher-Order SMC, HOSMC）和自適應滑模控製，以顯著減小或消除高頻抖振，同時保持卓越的魯棒性能。 第六章：自適應控製理論：間接與直接方法 本部分聚焦於當係統參數未知或隨時間變化的場景。本章詳細闡述瞭基於李雅普諾夫理論的參數自適應控製設計。全麵對比瞭間接自適應控製（估計參數再設計控製器）和直接自適應控製（直接調整反饋增益以滿足李雅普諾夫條件）的優缺點。特彆是對基於“基於模型的參考（MRAC）”的自適應係統進行瞭深入的數學分析，展示瞭如何保證閉環係統的穩定性，即使在參數估計存在誤差的情況下。 第三部分：智能與混閤係統集成控製 本部分將目光投嚮結閤學習、優化和離散決策的現代控製範式，彌閤純粹的基於模型的控製與數據驅動控製之間的鴻溝。 第七章：模糊邏輯控製器的設計與穩定性分析 模糊邏輯控製（FLC）作為一種基於專傢知識的控製方法，在本章中得到瞭係統的闡述。內容涵蓋瞭模糊化的基本操作（隸屬度函數、模糊推理）、Mamdani和Takagi-Sugeno（T-S）模型的比較。特彆關注T-S模糊模型在狀態空間中的錶示，以及如何利用LMI工具來分析T-S係統的魯棒穩定性，從而為模糊控製器提供嚴格的數學性能保證。 第八章：強化學習在優化控製中的應用 本章探討瞭利用強化學習（RL）來解決傳統優化控製難以處理的復雜決策問題。重點介紹值迭代（Value Iteration）和策略迭代（Policy Iteration）的原理，以及Actor-Critic架構（如A2C, DDPG）在連續狀態和動作空間中的實際應用。本章強調瞭如何將經典控製理論中的約束和安全性要求（如撞擊避免）融入到RL的奬勵函數設計中，以實現安全、高效的策略學習。 第九章：混閤係統理論與事件觸發控製 混閤係統結閤瞭連續動態和離散事件。本章介紹瞭混閤係統（Hybrid Systems）的建模語言，如Haskell或Stateflow的數學基礎。最後，本章專門討論瞭事件觸發控製（Event-Triggered Control）——一種通過僅在係統狀態變化超過預設閾值時纔發送控製信號來提高係統能效和通信效率的方法。本章分析瞭如何利用采樣數據控製的穩定性理論來保證事件觸發係統的長期穩定性。 本書的特色在於其嚴謹的數學推導與大量的工程實例相結閤。它不僅教授“如何設計”控製器，更深入探究“為什麼有效”以及在實際應用中可能遇到的局限性，是控製理論研究人員和高級工程師的必備參考書。

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆