现代控制理论及应用

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页数:269
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出版时间:2008-9
价格:35.00元
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isbn号码:9787562823711
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  • 控制理论
  • 现代控制
  • 自动控制
  • 系统分析
  • 数学模型
  • 控制系统设计
  • 最优控制
  • 状态空间法
  • 鲁棒控制
  • 自适应控制
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具体描述

《现代控制理论及应用》系统地介绍了现代控制理论的基本内容,包括线性多变量系统的描述方法、系统的可控性与可观性分析、状态反馈与观测器设计、李雅普诺夫稳定性理论、最优控制系统设计、卡尔曼滤波器设计、系统辨识概念、经典系统辨识方法、最小二乘类系统辨识方法、预测控制基本原理、鲁棒控制基本原理等。并且,根据工程硕士研究生教学的特点,设置乙烯裂解炉解耦控制案例、反应釜自适应控制案例、聚酯生产过程卡尔曼滤波器应用案例、精馏塔多变量预测控制案例、换热器系统辨识案例、城市交通控制案例等。

《现代控制理论及应用》可作为控制工程领域工程硕士研究生、相关学科的硕士研究生和高年级本科生的教材,也可作为相关工厂企业的科技人员参考书。

《现代控制理论与应用》 是一部深度剖析和系统阐述现代控制理论核心概念、方法及其广泛应用的研究性著作。本书旨在为读者提供一个坚实的理论基础,并指导如何在实际工程问题中有效运用这些先进的控制策略。 核心内容概述: 本书以系统化、层次化的方式,从基础的系统建模开始,逐步深入到现代控制理论的各个关键领域。 系统建模与分析: 开篇即聚焦于如何准确地将现实世界的物理系统转化为数学模型。内容涵盖了从经典的时域和频域分析方法(如传递函数、频率响应)到更具代表性的状态空间表示法。状态空间方法是现代控制理论的基石,本书将详细介绍如何构建系统的状态方程和输出方程,以及如何分析系统的基本性质,如稳定性(Lyapunov稳定性、渐近稳定性)、可控性和可观测性。理解这些基本属性是设计高级控制器以及评估系统性能的前提。 线性系统理论: 线性系统是控制理论研究的重点和基础。本书将深入探讨线性定常(LTI)和线性时变(LTV)系统的特性。在状态空间框架下,将详细阐述线性系统的解耦、极点配置、状态观测器设计(如Luenberger观测器)等关键技术。这些技术是实现系统性能指标,如快速响应、精确跟踪和有效抑制扰动的基础。 最优控制: 当需要系统在满足一定约束条件下达到最佳性能时,最优控制理论就显得尤为重要。本书将介绍不同类型最优控制问题,包括经典的LQR(线性二次调节器)问题,并详细推导其Hamilton-Jacobi-Bellman方程和Riccati方程的求解方法,从而得到最优反馈控制律。此外,还会涉及 Pontryagin最小值原理,这是一种处理更一般最优控制问题的强大工具。 现代控制策略与先进技术: 除了基础理论,本书还将介绍一系列现代控制领域的先进技术和发展方向。 滑模控制(SMC): 针对不确定性系统和强扰动下的鲁棒性控制需求,本书将详细阐述滑模控制的原理,包括设计滑模面和开关律,以保证系统在滑模流形上运动,从而实现对不确定性的免疫。 自适应控制: 对于参数变化或未知的系统,自适应控制提供了一种动态调整控制器参数以适应系统变化的方法。本书将介绍如Lyapunov自适应方法、MRAC(模型参考自适应控制)等基本原理和设计方法。 模糊控制与神经网络控制: 结合人工智能技术,本书将探讨如何利用模糊逻辑的推理能力和神经网络的学习能力来设计智能化的控制器。这部分内容将侧重于如何构建模糊规则库、模糊化/反模糊化过程,以及神经网络的训练和在控制系统中的应用。 鲁棒控制: 面对系统模型不确定性,鲁棒控制旨在设计控制器,使得系统在一定范围内的模型不确定性下仍能保持性能和稳定性。将介绍H∞控制等关键鲁棒控制方法,重点在于如何量化不确定性并设计出满足性能指标的控制器。 模型预测控制(MPC): 作为一种先进的闭环优化控制策略,MPC在工业界得到了广泛应用。本书将阐述其基本原理,即利用系统的未来模型预测系统行为,并在滚动优化框架下计算控制输入。MPC的灵活性使其能够处理约束条件和多变量系统。 工程应用: 为了体现理论的实践价值,本书将穿插大量工程实例,涵盖航空航天、机器人、过程控制、电力系统、汽车工程等多个领域。这些案例研究将帮助读者理解如何将抽象的数学模型和控制算法转化为具体的工程解决方案,并分析不同控制策略在实际应用中的优劣势。例如,在机器人控制部分,会讨论如何利用状态空间方法和最优控制来规划机器人的运动轨迹;在航空航天领域,会阐述如何应用现代控制理论来设计飞行控制系统。 本书特点: 理论严谨与实践导向并重: 既深入讲解了现代控制理论的数学原理和推导过程,又紧密结合工程实际,提供了大量应用案例和设计思路。 内容全面且结构清晰: 涵盖了现代控制理论的主要分支,从基础理论到前沿技术,层次分明,逻辑清晰。 语言精炼,表达准确: 采用专业、准确的语言,力求让读者深刻理解抽象的控制概念。 适合读者: 适用于高等院校自动化、电气工程、机械工程、航空航天工程等相关专业的研究生、高年级本科生,以及从事控制系统设计和开发的工程师和科研人员。 通过对《现代控制理论与应用》的学习,读者将能够系统地掌握解决复杂控制工程问题的理论工具和方法,提升在实际系统中设计、分析和优化控制器的能力。

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读后感

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当我第一次接触到《现代控制理论及应用》这本书的名字时,我就被它所蕴含的强大能量所吸引。控制理论,在我看来,是连接理论研究与实际工程应用的金桥。我一直对自动化系统在现代社会中的重要性深感认同,而控制理论正是实现这一切的关键。我尤其希望这本书能够详细阐述系统辨识的各种方法。在许多工程项目中,我们很难获得被控对象的精确数学模型,因此,如何从输入输出数据中有效地估计出系统的模型参数,就成为一个亟待解决的问题。我期待书中能够提供诸如最小二乘法、最大似然法等系统辨识算法的详细介绍,以及它们在实际应用中的案例。同时,我也对书中关于最优控制的讨论充满期待。如何设计一个控制器,使其在满足特定性能要求的同时,还能最小化某种成本函数,这对于提高系统的效率和经济性具有重要意义。我希望这本书能够清晰地解释例如LQR、MPC等最优控制方法的原理和设计步骤,并辅以丰富的仿真和实例,让我能够真正掌握这些强大的工具,并在我的工作中加以运用,从而提升自动化系统的整体性能。

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这本书的名字叫《现代控制理论及应用》,光听名字就觉得内容会非常硬核,充满了数学公式和复杂的算法。拿到这本书的第一时间,我就被它厚重的体量和纸张的质感吸引了。封面上“现代控制理论”这几个字,在我脑海中立刻勾勒出了各种闭环系统、反馈调节、稳定性分析的图像,还有那些我一直以来在工程实践中试图解决却又摸不清门道的问题。我一直对控制理论在工业自动化、机器人技术、航空航天等领域发挥的关键作用深感好奇。想象一下,一个复杂的机械臂能够精准地完成焊接工作,一架飞机能够在气流颠簸中保持平稳飞行,这一切的背后,都有着现代控制理论的影子。我希望这本书能够带领我深入了解这些“幕后英雄”是如何工作的,它们是如何通过巧妙的设计和算法,实现如此精密的控制。特别是“应用”二字,更是点燃了我学习的动力,我期待着书中能够有大量的实例分析,将那些抽象的理论与实际的工程问题紧密联系起来,让我能够看到理论的价值所在,并且在未来的工作中能够学以致用。这本书能否真正解答我关于系统动态响应、鲁棒性设计以及最优控制策略等一系列困惑,让我从一个只会操作的工程师,转变为一个能够理解和设计控制系统的革新者,这确实是我最大的期待。我希望它不仅仅是理论的堆砌,更能为实际应用提供坚实的理论基础和可操作的指导。

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《现代控制理论及应用》这本书,在我眼中不仅仅是一本技术书籍,更像是一张通往更深层次理解世界运行规律的地图。我一直对那些能够预测和影响事物发展的系统抱有浓厚的兴趣。无论是工业制造中的流程控制,还是交通系统中的信号调度,亦或是生物系统中的稳态维持,都离不开“控制”这个核心概念。现代控制理论,在我看来,就是一套能够系统化地分析、设计和实现这些复杂控制系统的强大工具。我尤其期待书中关于系统建模的部分,因为我明白,任何有效的控制都必须建立在对被控对象准确理解的基础之上。无论是传递函数模型,还是状态空间模型,我都希望能够掌握它们各自的优劣以及适用场景。此外,书中关于系统稳定性分析的章节,如奈奎斯特判据、根轨迹法等,对于我来说至关重要,它们能够帮助我判断一个系统是否能够稳定运行,以及如何通过调整控制器参数来改善其稳定性。我希望这本书能够提供清晰的理论讲解,并辅以丰富的案例研究,展示如何将这些抽象的数学工具应用到实际的工程问题中,解决诸如振动抑制、轨迹跟踪、参数辨识等挑战。

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《现代控制理论及应用》这本书,在我心中激起了对精密工程和智能制造的无限憧憬。我一直相信,控制理论是实现高效、可靠和智能化生产的关键。从工业机器人的精确运动到复杂的化学过程的稳定运行,控制系统无处不在,并发挥着至关重要的作用。我特别希望这本书能够深入探讨状态空间分析在现代控制系统设计中的核心地位。我理解,状态空间方法能够提供一个更全面的视角来描述系统的动态行为,捕捉系统的内部状态变化。我期待书中能够详细阐述如何利用状态空间模型进行系统分析,例如可控性、可观性分析,以及如何基于这些分析来设计控制器和观测器。此外,我对于书中关于自适应控制的介绍非常感兴趣。在许多实际应用场景中,被控对象的特性可能会随着时间而变化,传统的固定参数控制器可能难以适应。我希望这本书能够清晰地解释自适应控制的基本原理,例如参数估计和控制器更新机制,并提供一些实际的应用案例,让我能够理解如何在动态变化的环境中设计出能够自我调整的智能控制器,从而实现更稳定、更高效的系统运行。

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《现代控制理论及应用》这本书,对我来说,不只是一本技术手册,更是一扇通往更高级工程理解的大门。我一直对如何让复杂的机械或电子系统按照预定的方式运行感到着迷。从航空航天的飞行控制,到医疗领域的精密诊断设备,都离不开控制理论的支撑。我希望这本书能够为我清晰地阐述系统建模的重要性,特别是如何将现实世界的物理过程转化为数学模型,以便于进行分析和设计。我期待书中能够详细介绍不同类型的系统模型,例如微分方程模型、传递函数模型以及状态空间模型,并分析它们各自的优缺点和适用范围。同时,我也对书中关于模型预测控制(MPC)的应用部分非常关注。MPC作为一种能够处理约束条件并进行滚动优化的先进控制策略,在现代工业自动化领域具有越来越广泛的应用。我希望这本书能够提供MPC的详细理论解释,包括预测模型、优化问题以及控制律的生成过程,并辅以实际工程案例,展示MPC在解决复杂系统控制问题时的优势和效果,让我能够将其应用于我正在进行的工程项目中,实现更优化的系统性能。

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坦白说,拿到《现代控制理论及应用》这本书时,我的心中既有期待,也有一丝忐忑。控制理论本身就以其对数学严谨性的要求而闻名,我担心自己能否跟上其深奥的理论推导。然而,“应用”二字给了我莫大的信心。我是一名在自动化设备开发一线工作的工程师,每天都在与各种动态系统打交道。我深切体会到,仅仅依靠经验和直觉来解决问题是远远不够的,必须要有扎实的理论作为支撑。我特别关注书中关于数字控制的部分,因为我所接触的大部分设备都是基于微处理器进行控制的。理解采样、量化、数字滤波以及数字控制器设计,对我来说是迫切的需求。书中关于离散时间系统分析的讲解,我希望能有深入而清晰的阐述。同时,我也对书中关于自适应控制和模糊控制等智能控制技术的介绍非常感兴趣。在面对模型未知或者参数随时间变化的系统时,这些技术能够提供有效的解决方案。我希望这本书能够帮助我建立起一套完整的现代控制理论知识体系,并能够将这些理论转化为实际可行的控制策略,用于优化我所开发的设备性能,提高系统的稳定性和可靠性,最终实现更高效、更智能的自动化生产。

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《现代控制理论及应用》这本书给我的第一印象是其内容的广博性和深入性。作为一名在工程领域摸索多年的技术人员,我一直渴望能够掌握一门能够解释和优化各种动态系统行为的理论工具。现代控制理论,尤其是其在应用层面的延展,对我来说具有非凡的吸引力。我一直对反馈控制系统的工作原理感到着迷,尤其是如何通过巧妙的设计来保证系统的稳定性、提高系统的响应速度、以及应对外部扰动。书中提及的PID控制,虽然是经典方法,但其在工业界无处不在的应用,仍然让我想要深入理解其背后的理论基础和优化技巧。而现代控制理论所倡导的状态空间方法,更是为我提供了一个全新的视角来理解系统的内部状态和动态演化。我特别期待书中关于最优控制的部分,例如LQR(线性二次调节器)的设计,能够帮助我理解如何在满足特定性能指标的前提下,设计出最优的控制律。此外,书中关于鲁棒控制的介绍,也让我看到了如何设计出能够抵抗模型不确定性和外部干扰的控制器,这对于在复杂多变的实际环境中运行的系统至关重要。我希望这本书不仅能提供理论框架,更能通过丰富的实例,展示这些理论如何在现实世界的工程问题中得到成功的应用,从而启发我解决工作中遇到的实际难题。

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《现代控制理论及应用》这本书,对我而言,是一个进入广阔控制工程世界的入口。我一直以来都对那些能够让物体按照预设指令精准运动的系统着迷。从简单的温控器到复杂的无人驾驶系统,控制技术无处不在,并不断推动着技术进步。《现代控制理论及应用》这个名字,就意味着它将引领我从基础概念深入到实际应用。我非常期待书中能够详细介绍状态空间方法,因为我理解它能够提供一个更全面的视角来描述系统的动态特性,包括系统的内部状态。掌握状态空间方法,对于理解和设计先进的控制器,如全状态反馈和观测器设计,至关重要。此外,我对于书中关于鲁棒控制的讲解尤为关注。在实际工程中,模型的不确定性、参数的变化以及外部干扰是不可避免的。如何设计出即使在这些不确定性存在的情况下,仍然能够保持良好性能的控制器,这是我一直在思考的问题。我希望这本书能够清晰地阐述不同类型的鲁棒控制方法,并提供相应的理论推导和实例分析,让我能够理解其背后的原理和应用价值,从而为我未来的工程实践提供有力的指导。

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当翻开《现代控制理论及应用》这本书时,我首先被其严谨的学术风格和系统化的知识结构所吸引。作为一名对自动化和智能化系统充满热情的工程师,我一直希望能够更深入地理解现代控制理论的核心概念,并将其应用于我所从事的领域。这本书的目录清晰地展示了从基础理论到高级应用的逻辑脉络,包括状态空间方法、最优控制、鲁棒控制、自适应控制等重要分支,这让我对整个学习过程充满了期待。我尤其关注书中在状态空间方法部分的讲解,因为我深知这是现代控制理论的基础,理解了状态方程和输出方程,才能更好地分析系统的动态行为。同时,我也对书中关于模型预测控制(MPC)的应用部分非常感兴趣,这种控制策略能够在满足约束条件的前提下,通过滚动优化实现最优控制,在许多复杂的工业过程中都展现出巨大的潜力。我希望这本书能够提供足够详细的数学推导和算法描述,帮助我理解其背后的原理,并且最好能有相关的仿真案例或实验数据,让我能够直观地感受这些理论的魅力。我期待通过这本书的学习,能够提升自己解决复杂工程问题的能力,并且在智能制造、过程控制等领域做出更具创新性的贡献。我对书中关于非线性控制和智能控制的部分同样充满了好奇,希望它们能够为我打开新的视野。

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我一直对物理世界的内在规律充满好奇,而控制理论,尤其是现代控制理论,正是我探索这些规律的钥匙之一。《现代控制理论及应用》这本书的标题,立刻点燃了我学习的热情。我希望能够通过它,理解那些看似复杂而又井然有序的动态系统是如何运作的。例如,飞机是如何在复杂的空气动力学环境下保持平衡的?机器人手臂是如何精确地执行每一个动作的?这些问题的答案,都指向了现代控制理论的应用。我特别期待书中关于系统辨识的内容,因为在很多实际应用中,被控对象的精确模型是未知的,需要通过测量输入输出数据来估计模型参数。掌握有效的系统辨识方法,对于构建可靠的控制器至关重要。同时,我也对书中关于非线性控制的章节充满了期待。许多现实世界的系统都表现出非线性特性,线性控制方法往往难以有效处理。我希望这本书能够介绍一些处理非线性系统的方法,例如李雅普诺夫稳定性分析,或者一些线化技术,能够帮助我应对更广泛的工程挑战。我期待这本书能够为我提供坚实的理论基础,并启发我在解决实际工程问题时,能够运用更先进、更有效的控制策略。

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