具体描述
《普通高等教育"十一五"国家级规划教材·工程训练系列教材·工业系统的驱动、测量、建模与控制(下册)》上册分为两个部分。第一部分简要叙述工业系统的一般组成及执行器和驱动器的作用，介绍了常见的机械执行机构以及电气、液压、气动驱动元件、执行元件和控制元件。第二部分通过对几种物理量的测量介绍了工业系统测量的基本内容，包括传感器、信号调理电路和显示装置。作为预备知识，叙述了几种通用测量仪器的基本用法和常用元器件的基本特性及应用。书中很多内容有通用器材或自制装置配合使用。
好的，这是一份针对一本名为《工业系统的驱动、测量、建模与控制下册》的书籍的简介，其内容详尽且不提及该书本身： --- 《现代复杂系统动态行为分析与优化：从理论框架到工程实践》 图书简介 本书深入探讨了复杂工业系统在现实运行中所展现出的多维度动态特性，聚焦于系统的设计、状态感知、行为预测与主动干预的集成化解决方案。全书结构严谨，理论与工程实践紧密结合，旨在为读者提供一套全面的分析与优化复杂系统的方法论。 第一部分：系统动态建模与辨识 本部分着重于构建描述复杂工业过程的数学模型。首先，系统地回顾了经典动力学建模方法，如基于物理定律的建模（拉格朗日方程、牛顿第二定律在连续介质中的应用），并拓展至面向复杂系统的非线性建模技术。我们详细阐述了如何处理大规模系统的建模挑战，包括模态分析、降阶技术以及考虑时滞效应的建模方法。 辨识理论是本部分的核心内容之一。我们介绍了参数辨识、状态观测器设计以及非线性系统在线辨识算法。特别地，书中详述了基于信息论和统计学原理的辨识实验设计，确保获取的模型具有足够的精度和鲁棒性以支撑后续的控制设计。对于高维、非线性和不确定性并存的系统，我们引入了非参数建模方法，如基于核函数的方法和高斯过程回归在系统辨识中的应用，旨在捕捉细微的动态变化。 第二部分：先进传感技术与状态估计 现代工业系统对精确、实时的状态信息依赖度极高。本部分深入研究了支撑这些信息获取的关键技术和理论。 在传感技术方面，本书涵盖了从传统电磁式、光学式传感器到基于光纤、微机电系统（MEMS）的先进传感器的原理与应用。重点讨论了传感器融合技术，特别是针对多模态数据和异构数据源的集成处理策略，以克服单一传感器的局限性。 状态估计是连接物理世界与控制理论的桥梁。我们详细阐述了卡尔曼滤波（KF）的各种变体，包括扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（UKF）在非线性系统状态估计中的应用。对于具有复杂噪声特征的系统，书中提供了粒子滤波（PF）及其在离线优化与在线实现的具体案例。此外，还讨论了基于滑模观测器（SMO）和Luenberger观测器等确定性估计方法在鲁棒性要求高场景下的设计要点。 第三部分：鲁棒与自适应控制策略 本部分是全书的控制核心，围绕如何设计出能在模型不确定、外部扰动和运行环境变化下保持高性能的控制器展开。 首先，我们系统地介绍了鲁棒控制理论的基础，包括$mathcal{H}_infty$控制、$mu$-综合理论及其在回路整形中的应用。书中通过具体的工程实例，展示了如何利用这些工具应对结构化不确定性和未建模动态。 其次，自适应控制作为应对系统参数变化的有效手段，得到了深入剖析。从间接自适应控制到基于模型的参考自适应控制（MRAC），再到基于奇异值分解的先进自适应算法，本书提供了详尽的收敛性证明和性能分析。 针对系统中的非线性特性，我们重点探讨了反步法（Backstepping）、滑模控制（SMC）以及输入/输出线性化技术。这些方法不仅提供了强大的控制设计框架，还深入揭示了它们在处理动态逆和奇点问题时的工程挑战与应对策略。 第四部分：优化控制与智能化决策 随着计算能力的提升，基于优化的控制方法正成为解决复杂工业调度与轨迹规划的主流技术。 本部分首先介绍了经典的最优控制理论，如庞特里亚金极大值原理和动态规划。在此基础上，本书详细阐述了模型预测控制（MPC）的原理、约束处理技术以及在线求解器的选择。MPC的滚动优化特性使其在处理多约束和多目标优化问题时展现出巨大潜力。 此外，为应对极大规模和强非线性系统的求解难度，我们引入了人工智能与控制的交叉领域技术。书中讨论了基于强化学习（RL）的先进控制策略，特别是深度确定性策略梯度（DDPG）和近端策略优化（PPO）在复杂系统轨迹跟踪与节能调度中的应用潜力。这部分内容强调了如何利用数据驱动方法来弥补传统基于模型的控制在面对极端复杂性时的不足。 第五部分：系统集成、仿真与验证 最终，本书探讨了如何将上述理论成果转化为可部署的工程系统。这包括系统级的仿真环境搭建、实时验证平台的设计，以及系统集成中的兼容性问题。我们强调了高保真度仿真（HIL/SIL）在确保控制系统安全可靠性中的关键作用，并讨论了从理论模型到嵌入式平台部署的优化和代码生成技术。 目标读者 本书适合从事自动化、机械工程、电气工程、航空航天、化工过程控制等领域的研究人员、高级工程师以及攻读相关专业的研究生。它要求读者具备扎实的自动控制理论基础和一定的数学功底。通过本书的学习，读者将能够系统地掌握复杂工业系统动态行为的分析、预测、状态感知以及高性能控制系统的设计与实现能力。
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