Synergetics of Measurement, Prediction and Control pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Sachse, Wolfgang

出品人:

頁數:458

译者:

出版時間:

價格:$ 176.28

裝幀:HRD

isbn號碼:9783540570486

叢書系列:

圖書標籤:

• Synergetics
• Measurement
• Prediction
• Control
• Systems Theory
• Cybernetics
• Nonlinear Dynamics
• Complex Systems
• Modeling
• Engineering

好的，這是一份針對您的圖書《Synergetics of Measurement, Prediction and Control》的詳細圖書簡介，該簡介專注於闡述該領域的核心概念、曆史發展、關鍵理論和實際應用，而不涉及任何關於您特定書籍內容的描述。 --- 圖書簡介：測量、預測與控製的協同作用：一個跨學科的視域 本書深入探討瞭測量、預測與控製這三個核心概念在現代科學、工程乃至哲學領域中的深刻交互與協同作用。在信息爆炸和復雜係統日益普及的今天，理解如何有效地獲取信息（測量）、如何準確地推斷未來狀態（預測）以及如何有效地影響係統行為（控製），已經成為推動技術進步和社會治理的關鍵。本書旨在提供一個全麵的、跨學科的框架，用以解析這些過程背後的基本原理和復雜機製。 第一部分：測量的基礎與信息獲取的藝術 測量的本質是人類認識世界、將物理世界轉化為可量化信息的橋梁。本部分首先追溯瞭測量的哲學基礎，從經典物理學的確定性測量觀，到量子力學中的不確定性原理所帶來的深刻挑戰。我們探討瞭誤差理論的演進，從早期的最小二乘法到現代的貝葉斯統計框架，強調瞭在存在噪聲和不確定性下，如何構建可靠的測量模型。 重點關注的議題包括： 1. 信息的量化與采集： 傳感器技術的發展如何改變瞭我們獲取數據的能力，以及如何處理高維、異構數據的挑戰。 2. 係統辨識的挑戰： 如何從有限的、嘈雜的測量數據中，有效地辨識齣底層係統的結構和參數。這涉及到模型假設的選擇、數據驅動方法的局限性與機遇。 3. 測量的信息論視角： 將測量視為信息的熵減過程，探討信息增益與測量成本之間的權衡。 第二部分：預測的挑戰與未來狀態的構建 預測是基於現有信息對未來狀態進行閤理推斷的能力。本部分詳細剖析瞭預測模型的構建邏輯和內在的局限性。我們超越瞭簡單的綫性外推，深入研究瞭處理非綫性、時變和混沌係統的預測方法。 核心內容涵蓋： 1. 時間序列分析的演進： 從經典的平穩過程模型（如ARIMA）到現代的非參數和半參數方法，以及深度學習在序列預測中的應用潛力與風險。 2. 不確定性量化： 預測的價值不僅在於點估計，更在於對預測區間和置信度的準確把握。本部分探討瞭濛特卡洛模擬、卡爾曼濾波及其擴展（如擴展卡爾曼濾波、無跡卡爾曼濾波）在動態係統狀態估計和預測中的作用。 3. 因果推理與預測的界限： 深入探討瞭相關性與因果性的區彆。在復雜的社會經濟和生態係統中，我們如何避免“相關性陷阱”，構建具有解釋力的預測模型，尤其是在麵對“黑天鵝”事件時的魯棒性問題。 第三部分：控製論的核心：從反饋到適應性 控製是利用預測和測量結果，以最小的擾動實現期望目標的能力。本部分聚焦於控製理論的宏觀框架，特彆是反饋機製在維持係統穩定性和實現性能優化中的決定性作用。 關鍵理論的闡述包括： 1. 經典控製與現代控製的交匯： 審視瞭頻域（如PID控製）與狀態空間方法（如LQR設計）的優勢互補，以及它們如何被集成到更復雜的架構中。 2. 魯棒性與優化控製： 麵對模型不確定性、外部乾擾和約束條件，如何設計齣即使在不完美信息下仍能保證性能的控製器。這包括 $mathcal{H}_{infty}$ 控製和模型預測控製（MPC）等前沿技術。 3. 適應性與學習控製： 探討瞭係統如何能夠根據環境變化或自身老化，自動調整其控製策略。自適應控製和強化學習在解決未知或時變環境下的控製問題中的新興作用被深入分析。 第四部分：協同作用的深化：集成框架與實際應用 本書的最終目標是將測量、預測和控製視為一個不可分割的閉環係統。係統在“感知-認知-行動”的循環中不斷迭代和優化。 本部分將理論應用於實際場景： 1. 復雜係統的集成管理： 探討在航空航天、化工過程、能源網絡和生物醫學工程等領域，如何將高精度測量、實時預測算法與先進控製策略耦閤，以實現全局最優性能。 2. 人機係統的交互： 分析在自動化程度越來越高的係統中，人類操作員在測量、決策和乾預控製環節中的角色，以及如何設計更直觀、更安全的人機界麵。 3. 倫理與可持續性考量： 在部署高度自動化的預測與控製係統時，我們必須麵對決策的透明度、公平性以及對係統安全邊界的責任界定。 通過對這些跨學科主題的係統梳理，《測量、預測與控製的協同作用》為工程師、科學傢、數據分析師以及政策製定者提供瞭一個必要的思維工具箱，以駕馭日益復雜的現代世界。本書強調的不僅是技術的實現，更是對係統本質、信息限製和乾預後果的深刻理解。

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