最優控製：理論、方法與應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王青 等 著

圖書標籤:

• 最優控製
• 控製理論
• 優化算法
• 係統工程
• 自動化
• 數學模型
• 應用數學
• 工程控製
• 動態規劃
• 現代控製

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040317206

版次：1

商品編碼：10668033

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-05-01

頁數：257

正文語種：中文

內容簡介

最優控製是現代控製理論的重要分支，目前已廣泛應用於工業生産、經濟管理以及國防軍事等領域。《最優控製：理論、方法與應用》係統地介紹瞭最優控製理論內容，包括變分法、極小值原理、綫性二次型最優控製、動態規劃方法、最優控製的計算方法、隨機最優控製、奇異最優控製、魯棒最優控製、遺傳優化算法在最優控製中的應用，並介紹瞭最優控製理論在工程中的具體應用。《最優控製：理論、方法與應用》融入瞭很多最優控製理論與應用的新成果，同時提供瞭豐富的工程實例，便於讀者理解並掌握最優控製理論。《最優控製：理論、方法與應用》附CD-ROM光盤一張，包含所有MATLAB仿真代碼。
《最優控製：理論、方法與應用》可作為高等工科院校自動控製及相關專業的研究生教材或高年級本科生選修教材，也可供相關領域的科研人員和工程技術人員參考。

作者簡介

王青，北京航空航天大學教授，博士生導師。分彆於1993年和1996年獲得西北工業大學飛行器控製、製導與仿真專業工學碩士和博士學位，1996年至1998年在北京航空航天大學自動控製係進行博士後研究。多年來一直從事飛行器製導與控製領域的研究，主講最優控製、智能控製等課程，主持國傢自然科學基金、航空科學基金及航天航空科研院所項目30餘項，發錶論文百餘篇。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 最優控製的發展曆程
1.2 最優控製問題的實例
1.2.1 登月艙的月球軟著陸問題
1.2.2 空間攔截問題
1.2.3 生産計劃問題
1.3 最優控製問題的描述
1.4 本書內容安排
1.4.1 章節結構
1.4.2 使用建議

第2章 變分法
2.1 泛函與變分的數學基礎
2.1.1 泛函與變分的定義
2.1.2 泛函極值的必要條件
2.2 無條件泛函極值的變分原理
2.3 等式約束泛函極值的變分原理
2.3.1 終端時刻固定，終端狀態自由
2.3.2 終端時刻自由，終端狀態受約束
2.3.3 終端時刻固定，終端狀態受約束
2.4 小結
習題

第3章 極小值原理
3.1 變分法的局限性
3.2 連續係統的極小值原理
3.3 雙積分係統的最短時間控製
3.4 雙積分係統的最少能量控製
3.5 時間和能量綜閤最優控製
3.6 離散係統的極小值原理
3.7 小結
習題

第4章 綫性係統的二次型最優控製
4.1 綫性二次型最優控製的數學描述
4.2 連續係統的有限時間狀態調節器
4.2.1 基於極小值原理的設計方法
4.2.2 黎卡提微分方程的求解
4.3 連續係統的無限時間狀態調節器
4.3.1 黎卡提代數方程
4.3.2 LQR係統的穩定裕度分析
4.3.3 利用MATLAB求解黎卡提代數方程
4.4 具有指定衰減速率的無限時間狀態調節器
4.5 連續係統的伺服跟蹤最優控製器
4.6 離散係統的狀態調節器
4.6.1 離散係統的有限時間狀態調節器
4.6.2 離散係統的無限時間狀態調節器
4.7 小結
習題

第5章 動態規劃
5.1 動態規劃的基本思想
5.1.1 多級決策問題
5.1.2 動態規劃的基本原理——最優性原理
5.2 離散係統的動態規劃方法
5.3 連續係統的動態規劃方法
5.3.1 HJB方程
5.3.2 HJB方程與極小值原理
5.3.3 HJB方程與LQR設計問題
5.4 小結
習題

第6章 最優控製的計算方法
第7章 隨機最優控製
第8章 奇異最優控製
第9章 魯棒控製與最優控製
第10章 遺傳算法與最優控製
第11章 變分法應用
第12章 極小值原理應用
第13章 綫性二次型最優控製方法應用
第14章 動態規劃方法應用
第15章 隨機最優控製方法應用
第16章 遺傳算法在最優控製中的應用
參考文獻

精彩書摘

本書第2章～第10章闡述最優控製的理論基礎，首先介紹容許控製屬於開集情況下的最優控製求解方法，即利用變分法求解最優控製。而後，展開論述極小值原理，並利用其解決容許控製屬於閉集情況下的最短時間問題、最少燃料問題和時間燃料綜閤最優問題。在變分法和極小值原理的基礎上，本書闡述最優控製中應用最廣泛的綫性二次型問題，給齣其狀態調節器和伺服跟蹤器的設計方案。在第5章，本書介紹最優控製理論中除極小值原理外的另一理論基石——動態規劃，並著重分析其與極小值原理、綫性二次型設計的密切關係。上述內容是控製工程界普遍認可的最適於教學的基本內容。為瞭確保最優控製課程的理論完整性，本書又介紹瞭部分與其相關的理論內容，如最優控製的計算方法、隨機最優控製和麵嚮不確定係統的最優控製——魯棒控製等。
本書第11章～第16章介紹最優控製方法在工程設計中的應用。隨著計算機技術的快速發展，高性能科學計算軟件為最優控製的求解提供瞭極大方便。本書采用最有代錶性的科學計算軟件——MATLAB作為求解最優控製問題的專門工具，涉及的每一個工程實例都有詳細的MATLAB代碼供讀者學習和使用。

《智能製造中的先進傳感與係統集成》 本書聚焦於當前工業界和學術界熱點——智能製造，深入探討支撐這一變革的技術基石：先進傳感技術、數據處理與係統集成方法。全書結構嚴謹，內容涵蓋從基礎理論到前沿應用的多個層麵，旨在為工程技術人員、科研工作者以及相關專業的高年級學生提供一本全麵、深入且極具實踐指導意義的參考著作。 第一部分：智能製造的傳感基礎與需求解析 (約 400 字) 本部分首先界定瞭智能製造的內涵與外延，明確瞭其核心特徵在於數據驅動的實時感知、決策與執行。在此基礎上，詳細分析瞭支撐智能製造體係（如工業物聯網、數字孿生、柔性生産綫）對傳感器的具體要求，包括高精度、高可靠性、低延遲、異構兼容性以及極端環境適應性。 第一章：智能製造係統的架構與傳感層級 本章構建瞭麵嚮全生命周期的智能製造係統參考架構，清晰劃分瞭現場感知層、網絡傳輸層、平颱服務層和應用決策層。重點剖析瞭不同層級對傳感器數據的時空分辨率、采樣率和信息熵的不同需求。 第二章：先進物理量傳感原理與實現 深入探討瞭當前主流與新興的物理量傳感器（如溫度、壓力、振動、位移）的工作機理。特彆關注瞭微機電係統（MEMS）技術的最新進展，如新型壓電材料在超聲波傳感器中的應用、基於光縴布拉格光柵（FBG）的分布式傳感技術在大型結構健康監測中的優勢，以及磁阻抗（MI）傳感器在非接觸式狀態監測中的潛力。討論瞭傳感器在抗電磁乾擾、提高信噪比方麵的關鍵技術挑戰。 第二部分：多模態數據獲取與信息融閤 (約 550 字) 智能製造的復雜性要求係統不能僅依賴單一類型的傳感器。本部分集中探討如何高效、可靠地獲取多源異構數據，並運用先進技術將這些數據轉化為有價值的、可操作的信息。 第三章：工業視覺與非接觸式計量技術 本章係統梳理瞭機器視覺在質量檢測、定位導航和過程監控中的應用。詳細講解瞭2D/3D視覺係統的成像原理，包括結構光、激光三角測量、TOF（Time-of-Flight）技術。重點討論瞭如何應對工業現場的光照變化、錶麵反射率不均等問題，並介紹瞭基於深度學習的圖像增強與缺陷識彆算法在工業場景下的優化策略。 第四章：工業過程中的化學與生物傳感 針對化工、製藥等流程工業的需求，本章分析瞭氣體、液體成分在綫監測技術。內容包括電化學傳感器、光學光譜技術（如拉曼光譜、近紅外光譜）在反應過程實時分析中的應用。同時，探討瞭生物傳感器技術如何應用於潔淨室環境監控和過程微生物汙染控製。 第五章：數據異構融閤與信息增強 這是實現真正“智能”的關鍵。本章深入講解瞭傳感器數據融閤的理論框架，包括卡爾曼濾波、擴展卡爾曼濾波（EKF）及其在多傳感器定位與跟蹤中的應用。更進一步，引入瞭基於概率圖模型（如貝葉斯網絡）和 Dempster-Shafer 理論的決策級融閤方法，用以處理傳感器間的衝突信息和不確定性，以提供更為魯棒的係統狀態估計。 第三部分：無綫通信與邊緣計算集成 (約 400 字) 傳感器收集到的海量數據必須通過可靠的網絡傳輸到處理中心。本部分重點解決數據傳輸的帶寬、延遲和安全問題，並探討瞭將計算能力下沉到數據源附近的邊緣計算架構。 第六章：麵嚮工業物聯網（IIoT）的無綫通信協議 比較分析瞭適用於工業環境的各類無綫通信技術，包括低功耗廣域網（LPWAN，如LoRa, NB-IoT）的適用場景，以及對高吞吐率、低延遲要求場景下的5G-Advanced（特彆是URLLC特性）和TSN（時間敏感網絡）技術的應用潛力。強調瞭網絡安全在數據傳輸過程中的重要性，以及如何設計具有抗乾擾能力的通信鏈路。 第七章：傳感器網絡中的邊緣計算範式 闡述瞭邊緣計算在降低雲端負荷、實現毫秒級反饋控製中的作用。詳細介紹瞭如何在資源受限的邊緣節點上部署輕量級的機器學習模型，以實現數據的預處理、異常的初步識彆和閉環控製指令的快速生成。討論瞭邊緣節點間的協同計算策略和數據一緻性維護問題。 第四部分：係統集成、測試與應用案例 (約 200 字) 最後一部分將理論與實踐相結閤，指導讀者如何將所學的傳感、通信、計算技術有效地整閤到實際的工業係統中，並通過嚴格的測試驗證其性能。 第八章：係統集成與標定驗證 講解瞭傳感器模塊、數據采集卡（DAQ）與上位機軟件的接口標準（如OPC UA, Modbus TCP）。強調瞭係統級標定的必要性，涵蓋瞭從單個傳感器到整個數據鏈的係統誤差分析與補償技術。 第九章：典型行業應用與未來趨勢 通過對大型設備狀態監測（PHM）、柔性裝配生産綫監控、以及數字孿生模型構建中的傳感數據應用的案例分析，展示瞭本書所介紹技術的實際價值。最後展望瞭自適應傳感網絡、認知無綫電傳感等前沿研究方嚮。 本書特點： 理論與實踐並重： 每章節均配有豐富的工業實例和數學模型推導。 技術前沿性： 覆蓋瞭從傳統傳感器升級到AIoT集成的全鏈條技術。 係統性強： 完整地覆蓋瞭數據采集、傳輸、融閤與應用的各個環節。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《最優控製：理論、方法與應用》聽起來就非常有分量，一看就是一本深度探討數學和工程領域核心問題的學術著作。 我一直對如何讓係統以最高效、最經濟或者最安全的方式運行感到著迷，而最優控製理論正是解答這些問題的關鍵。 例如，在航空航天領域，如何精確計算飛行器的軌跡以節省燃料消耗並確保安全著陸？在金融領域，如何構建最優投資組閤以最大化收益並最小化風險？在製造業中，如何設計生産計劃以最小化成本並最大化産齣？這些都是最優控製能夠提供深刻見解和實際解決方案的場景。 這本書的書名暗示瞭它將涵蓋理論基礎，例如變分法、龐特裏亞金最小原理、動態規劃等，這些是理解最優控製思想的基石。 同時，它也承諾瞭“方法”，這意味著書中會介紹解決實際問題的算法和技術，例如梯度下降法、牛頓法、內點法等，以及如何將這些理論轉化為可執行的代碼。 最後，“應用”部分則更是吸引人，能夠看到這些抽象的理論在現實世界中是如何落地生根，解決各種復雜問題的案例，這無疑會極大地拓寬我的視野，並激發我將所學知識應用到自己感興趣的領域。 總而言之，這本書給我一種它能夠提供係統性、全麵性、並且具有實際指導意義的知識體係的印象，非常期待能從中獲得啓發。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書的封麵，最先吸引我的是那沉甸甸的專業感。作為一名對自動化和機器人領域充滿熱情的工程師，我常常在思考如何讓我的設計更智能、更高效。想象一下，一輛自動駕駛汽車在復雜的交通環境中，如何在保證安全的前提下，選擇最平穩、最快速的路綫？或者，一個工業機器人手臂，如何在有限的時間內完成高精度的裝配任務，同時最大程度地降低能耗？這些問題的背後，都離不開“最優控製”的思想。這本書的書名，如同一個精確的導航儀，指引著我走嚮理解這些復雜係統的核心。我相信，它不僅會深入淺齣地講解最優控製的精妙理論，例如拉格朗日方程、哈密頓方程，以及各種性能指標的數學描述，還會詳細介紹求解這些問題的具體數值方法和算法。更重要的是，它承諾的“應用”部分，讓我對接下來的內容充滿瞭期待。我希望書中能有豐富的案例研究，例如在電力係統調度、化工過程優化、甚至生物醫學工程中的應用實例。能夠看到這些高深的理論如何在現實世界中解決棘手的問題，是我學習的最大動力。這本書，在我看來，不僅是理論的寶庫，更是實踐的指南針。

評分☆☆☆☆☆

《最優控製：理論、方法與應用》這個書名，一下就擊中瞭我的興趣點。我是一名對係統工程有著濃厚興趣的學生，一直在尋找一本能夠係統性梳理最優控製理論，並且能夠將其與實際工程問題聯係起來的教材。在我的想象中，這本書應該會像一本精心編排的樂譜，先是講解基礎的鏇律（理論），然後是各種演奏技巧（方法），最後則是令人陶醉的完整樂章（應用）。我希望它能深入淺齣地闡述諸如“最大值原理”之類的核心概念，解釋其背後的數學邏輯和直觀意義。同時，我也期望書中能夠詳細介紹各種數值求解方法，並給齣相應的代碼實現示例，這樣我纔能真正地將理論付諸實踐。更吸引我的是“應用”這個詞，我希望能夠看到書中涉及諸如飛行器導航、機器人路徑規劃、經濟模型優化等各種引人入勝的案例。通過這些案例，我能更清晰地理解最優控製理論的強大之處，並激發我將所學知識應用到自己的研究課題中。這本書，對我而言，不僅僅是一本教科書，更是一扇通往係統工程更深層次理解的窗口。

評分☆☆☆☆☆

這個書名《最優控製：理論、方法與應用》，讓我想起瞭一係列在工程和科學領域都至關重要的課題。我在接觸一些復雜係統設計時，常常會遇到一個核心問題：如何在眾多可能的決策中，選擇一個最優的方案，以達到預設的目標？例如，在設計一個無人機編隊時，如何讓所有無人機協同工作，以最快的速度完成偵察任務，同時避免碰撞？或者，在設計一個高效的物流配送網絡時，如何規劃路綫，使得運輸成本最低，同時滿足所有客戶的需求？這本書的書名，暗示瞭它將從理論的高度，深入剖析最優控製的本質，包括其數學基礎和核心定理。緊接著，“方法”部分，則會為我們提供具體的工具和技術，讓我們能夠將理論轉化為實際的解決方案。而“應用”部分，則是我最期待的，我希望書中能展示如何將這些理論和方法，應用於各種現實世界的挑戰，例如在能源管理、環境控製、金融建模等領域。這本書，在我看來，是一本能夠幫助我建立起係統性思考能力，並且能夠解決復雜工程問題的實用指南。

評分☆☆☆☆☆

讀到這本書的名字《最優控製：理論、方法與應用》，我腦海中立刻浮現齣許多工程領域中那些“如何做得更好”的場景。比如，在通信係統中，如何設計一個信號傳輸方案，在保證信息不丟失的前提下，實現最高的數據傳輸速率？在能源領域，如何優化發電廠的運行參數，使得在滿足需求的同時，成本最低，排放最少？這些都是我工作中經常會遇到的挑戰，而最優控製理論正是解決這些挑戰的利器。這本書的書名，結構清晰，從“理論”到“方法”再到“應用”，仿佛一條完整的學習路徑。這意味著它不會僅僅停留在抽象的數學概念上，而是會循序漸進地引導讀者掌握解決實際問題的能力。我特彆期待“方法”部分，那裏應該會包含各種數值算法和計算技巧，讓我知道如何將理論轉化為實際可行的步驟。而“應用”部分，更是我關注的焦點，我希望看到不同領域專傢如何運用最優控製的思想，解決那些曾經睏擾我們的難題。這本書，在我眼中，是一本集學術嚴謹性和工程實用性於一體的寶典，它將幫助我更深入地理解和解決我所麵臨的工程挑戰。

評分☆☆☆☆☆

可以

評分☆☆☆☆☆

書還不錯，應用性比較強，但理論證明比較少。

評分☆☆☆☆☆

很好，很好，很好，很好

評分☆☆☆☆☆

嗯

評分☆☆☆☆☆

好書好書好書，專業學習必備！

評分☆☆☆☆☆

或許這種書原本進價就比較貴吧，學校的那些老師，哎，逼著自己買她們的書，還死啦貴的瞭

評分☆☆☆☆☆

書的質量還不錯

評分☆☆☆☆☆

量好，不錯，可以先看看其他人的評價

評分☆☆☆☆☆

用來做畢業設計的，寫的很詳細，略深，但是可以接受