非线性优化计算方法 袁亚湘 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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袁亚湘 著

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• 非线性优化
• 优化算法
• 数值计算
• 数学模型
• 袁亚湘
• 科学计算
• 高等教育
• 工程数学
• 优化理论
• 计算方法

店铺： 南源图书专营店

出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030208835

商品编码：11410355933

包装：平装

出版时间：2016-12-01

基本信息

书名：快速响应微小卫星设计

定价：148.00元

作者：曹喜滨,孙兆伟

出版社：科学出版社

出版日期：2017-12-01

ISBN：9787030512499

字数：

页码：

版次：31

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是作者及其团队在微小卫星及空间快速响应领域二十余年研究成果的归纳总结.针对快速响应微小卫星“省、好、快”的发展趋势，在快速任务设计与分析、卫星柔性化平台及其模块化快速集成、综合电子系统重构、星载软件构件化设计、高性能轨道与姿态控制、快速测试以及星箭一体化设计与网络化应用等方面，提出了诸多设计理论与方法，原创性突出，并经过工程应用验证，对于我国快速响应微小卫星的设计与工程实施具有重要的理论意义和应用价值。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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好的，这是一份关于另一本不同图书的详细简介，力求内容充实、自然流畅，不包含《非线性优化计算方法 袁亚湘》中的任何信息。 --- 《现代控制理论与系统辨识：从基础到前沿》 第一章 绪论：控制科学的演进与现代视野 本书旨在为读者构建一个全面而深入的现代控制理论知识体系。我们首先从控制科学的历史脉络切入，回顾经典控制理论的基石与局限性，特别是其在处理多变量、强耦合系统时的不足。随后，本书将视角转向 20 世纪下半叶兴起的现代控制理论。现代控制理论的核心在于状态空间表示法，它提供了一种统一的、描述系统内部动态行为的数学框架。 本章详细阐述了连续时间系统与离散时间系统的基本描述方式，包括状态方程、输出方程的建立。同时，我们引入了线性定常系统（LTI）的概念，并探讨了系统的基本性质，如可控性（Controllability）与可观测性（Observability）。这两个核心概念是后续所有反馈设计与状态估计工作的前提。我们不仅从数学上推导了判据，更结合工程实例，阐释了系统结构与这些性质之间的深刻联系。 第二章 状态空间模型与系统分析 深入状态空间表示后，本章聚焦于如何对系统进行深入的数学分析。状态转移矩阵是理解系统自由响应的关键工具，其求解方法——包括利用拉普拉斯逆变换和矩阵指数函数——将被详尽阐述。对于线性时变系统（LTV），虽然分析难度增加，但我们仍将介绍变系数系统解的近似方法及其在特定工程场景下的应用潜力。 系统的稳定性分析是控制理论的生命线。本章系统性地回顾了李雅普诺夫稳定性理论。李雅普诺夫第一法（基于特征值）提供了线性系统稳定的充要条件，而李雅普诺夫第二法（直接法）则以其对非线性系统和更一般情况的普适性而成为分析的核心。我们将展示如何构造合适的李雅普诺夫函数，用以证明系统的渐近稳定、指数稳定乃至指数有界稳定性。 第三章 线性系统的经典反馈设计 基于状态空间模型，本章转向系统性能的提升。反馈控制的核心思想是通过测量系统的输出或状态，设计一个反馈律，使得闭环系统满足预定的性能指标。 极点配置（Pole Placement）是状态反馈设计中最基础且强大的工具之一。本章详细讲解了如何利用状态反馈矩阵 $K$ 来重新配置闭环系统的特征值，从而实现期望的暂态响应速度和阻尼比。我们不仅讨论了在全状态可测情况下的设计过程，更引入了极点配置的可行性限制，并探讨了如何利用配方法（如配对技巧）来优化反馈矩阵的选择。 对于状态不可测的情况，观测器的设计变得至关重要。本章系统地介绍了状态观测器（Observer）的设计方法，重点阐述了观测器增益的选择原理，并着重讲解了著名的卡尔曼-匈牙利人观测器（Luenberger Observer）的构造。通过将状态反馈与状态观测结合，我们推导出了完整的“分离原理”（Separation Principle），这是现代控制设计中的一个里程碑式的成果，表明反馈设计与状态估计可以在一定程度上独立进行。 第四章 现代控制理论的随机与最优视角 面对真实世界中普遍存在的随机扰动和测量噪声，最优控制与随机过程的结合催生了更具鲁棒性的设计方法。本章引入了随机过程的基础，如维纳过程（布朗运动）和随机微分方程（SDE）。 最优控制理论的核心在于寻找一个控制输入 $u(t)$，使得系统的性能指标泛函（代价函数）最小化。本章聚焦于线性系统在二次型代价函数下的最优控制问题，即 LQR（Linear Quadratic Regulator）问题。我们详细推导了黎卡提微分方程（Riccati Equation），并证明了其解可以导出最优状态反馈增益 $K_{LQR}$。LQR 设计的优势在于其鲁棒性和易于量化性能的特点。 随后，我们将随机性纳入考量，引出卡尔曼滤波（Kalman Filter）。卡尔曼滤波是一种最优线性递归估计器，它能够根据系统模型和噪声统计特性，实时地估计出系统的最优状态。本章将详细剖析卡尔曼滤波的预测步和更新步的数学推导，并展示它在导航、定位和信号处理中的广泛应用。 第五章 鲁棒性与先进控制技术 随着工程需求的提升，仅满足名义性能已不足够，系统必须对模型不确定性和外部干扰具有抵抗力。本章引入了鲁棒控制的基本概念，如稳定裕度和奇异值分析。 系统辨识作为控制的前置步骤，在本章中占据重要地位。系统辨识的目标是利用实验数据来估计系统的动态模型。我们将从参数估计的角度出发，详细介绍递归最小二乘法（RLS）及其改进版本，并讨论如何选择合适的输入信号（激励信号）以获得高质量的系统辨识结果。 最后，本书将触及现代控制研究的前沿领域，如 $mathcal{H}_{infty}$ 控制理论和模型预测控制（MPC）。$mathcal{H}_{infty}$ 控制旨在最小化系统对最坏情况干扰的敏感度，提供了一种基于频率域和奇异值方法的鲁棒设计框架。而 MPC 则通过在线求解一个滚动优化问题，巧妙地将反馈控制与前馈优化结合起来，特别适用于约束较多的复杂工业过程。 附录与展望 附录部分提供了必要的线性代数工具回顾、矩阵分析技巧以及相关软件工具（如 MATLAB/Simulink）的使用指南。全书的编排逻辑清晰，从基础概念出发，逐步过渡到高级理论与前沿应用，旨在培养读者扎实的理论基础和解决复杂工程问题的能力。本书特别强调理论推导与工程实践的结合，确保所学知识能够有效地转化为实际系统的设计方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉非常“实在”。它没有华而不实的理论堆砌，也没有故弄玄虚的概念阐释。一打开，你就能感受到作者是真正懂得如何把复杂的数学问题讲清楚，并且能够转化为实际可操作的方法。尤其是在讲解一些经典算法的时候，作者会花很多篇幅去剖析其核心思想，以及为什么它能够工作。这种深度分析，让我对这些算法的理解不再停留在表面，而是能够触及到其本质。 我特别喜欢书中对各种算法的比较分析。作者不是简单地罗列一大堆公式，而是会从收敛速度、计算复杂度、对初值敏感度等多个维度，详细地讲解每种方法的优缺点。这使得我在阅读过程中，能够清晰地认识到不同算法的适用场景，避免了盲目选择的误区。这种“取舍”的智慧，在解决实际工程问题时尤为重要。 书中对数学原理的讲解非常到位，但又不至于让人望而却步。作者似乎非常善于把握度，既能保证理论的严谨性，又能用易于理解的语言来表达。我尤其欣赏他对于一些关键定理的证明过程，通常会给出一个清晰的思路，然后一步步地推导，让人能够跟得上。即使是对于一些比较抽象的概念，作者也常常会辅以形象的比喻，让抽象变得具体。 在阅读过程中，我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在提升解决问题的能力。这本书不仅仅是传授“术”，更重要的是传授“道”。作者在讲解算法时，常常会引导读者思考“为什么”这样做，以及“还能怎么做”。这种批判性的思维方式，对于培养独立思考能力非常有帮助。 总而言之，这是一本非常扎实、内容翔实的书。作者的功底深厚，并且善于将复杂的知识系统化、条理化。我从中获益良多，不仅对非线性优化有了更深刻的理解，更重要的是，在解决实际问题时，我能够更有针对性地选择和应用合适的工具。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我最先感受到的是其内容的“厚重感”。翻开目录，就能看到丰富的章节安排，涵盖了非线性优化计算方法的方方面面。作者的写作风格非常严谨，每一个概念的提出，每一个公式的推导，都显得一丝不苟，让人觉得非常可靠。 书中对各种算法的讲解，可以说是“面面俱到”。从一些基础的方法，到一些更高级的算法，作者都给出了详尽的介绍。更难得的是，他不仅仅是给出算法的步骤，还会深入剖析算法的原理，以及其在不同情况下的适用性和局限性。这让我能够根据具体问题，做出更明智的选择。 我尤其喜欢书中对数学基础的强调。作者在讲解优化方法之前，会花不少篇幅来回顾和梳理相关的数学知识，这对于我这样的读者来说，非常有帮助。它就像是在给我打好基础，让我能够更顺畅地理解后面的优化理论。同时，作者的讲解也非常清晰，即使是一些比较复杂的数学概念，也能够被他阐释得条理分明。 在阅读过程中，我发现作者非常注重理论与实践的结合。他会在书中给出很多数值算例，并且还会提及一些实际应用中的例子，这让我能够更好地理解理论知识是如何在实际问题中发挥作用的。这种“学以致用”的导向，让我对接下来的学习和研究充满了动力。 总而言之，这是一本非常出色的专业教材。它不仅内容丰富、理论扎实，而且讲解清晰、逻辑严密。对于任何想要深入学习非线性优化计算方法的读者来说，这本书都是一个非常好的选择。我从中受益匪浅，并且对未来的学习充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最大感受是“通透”。作者在讲解非线性优化计算方法时，仿佛有一种魔力，能够将看似复杂抽象的理论，讲得一清二楚，并且能够让你感受到其背后蕴含的数学智慧。他不会回避数学的严谨性，但同时又能够用一种非常易于理解的方式来呈现。 我特别欣赏作者在引入新概念时的循序渐进。他不会一下子抛出大量复杂的数学术语，而是会先从一些基本的概念讲起，然后逐步深入。这种“铺垫”做得非常到位，让我在学习过程中，感觉非常轻松。而且，他在讲解每一个算法时，都会仔细分析其收敛条件、计算成本以及对初始值的敏感度。 书中对图示和例子的运用，也给我留下了深刻的印象。作者经常会使用一些直观的图表来辅助说明抽象的概念，这对于我这种偏重直觉理解的读者来说，简直是福音。通过这些图示，我能够非常清晰地看到算法的运行过程，以及其解决问题的逻辑。 我感觉这本书不仅仅是在传授知识，更是在培养一种解决问题的思维方式。作者在讲解方法时，总会引导我去思考“为什么”要这么做，以及“还有没有其他更好的方法”。这种启发式的教学方式，让我能够更主动地去探索和思考，而不是被动地接受。 总而言之，这本书的写作风格非常独特，既有严谨的数学分析，又有生动的语言表达。它让我对非线性优化这个领域产生了浓厚的兴趣，并且让我觉得，学习这些复杂的计算方法，其实是一件很有趣的事情。这是一本值得反复品读、并且能够带来深刻启发的书籍。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，拿到这本书之前，我对非线性优化这个领域确实有些“距离感”。感觉它充满了复杂的数学符号和抽象的理论。然而，这本书彻底改变了我的看法。作者以一种非常巧妙的方式，将一个看似晦涩的领域，变得生动有趣起来。他没有一开始就抛出大量的公式，而是从一些非常贴近实际生活的问题入手，比如如何寻找最优的投资组合，或者如何规划最佳的运输路线。 书中对不同优化方法的阐述，让我眼前一亮。我之前接触过一些简单的优化方法，但总觉得知其然不知其所以然。这本书的作者对每一种方法都进行了深入的剖析，不仅解释了其数学原理，更重要的是，揭示了其背后的逻辑和设计思想。这种“为什么”的解释，让我对这些算法有了更深层次的理解，不再是死记硬背。 我特别欣赏作者在处理一些关键概念时的细致。比如，当他谈到算法的收敛性时，会详细解释为什么某些算法能够保证收敛，而另一些则可能出现不稳定的情况。他还会通过图示来辅助说明，让即使是像我这样非数学专业背景的读者，也能清晰地把握这些重要的理论。 阅读这本书的过程，就像是在与一位经验丰富的导师对话。作者的语言风格非常亲切，而且在关键的地方会给出非常实用的提示。他会提醒读者在实际应用中可能会遇到的问题，以及如何去规避。这让我感觉这本书不仅仅是理论上的讲解，更是具有很强的实践指导意义。 总的来说，这本书是一次非常愉快的阅读体验。它不仅让我对非线性优化有了更全面、更深入的认识，更重要的是，它激发了我对这个领域的兴趣，并让我有信心去尝试解决更复杂的问题。这是一本值得反复阅读和思考的好书。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我本来是抱着一种试试看的心态，毕竟“非线性优化”这个词听起来就够吓人的。但翻开第一页，立刻就被作者严谨又不失趣味的叙述风格吸引住了。他不像很多教材那样，上来就堆砌公式，而是从一些非常直观的例子入手，比如怎么才能最省力地挖一个最深的坑，或者如何在复杂的山区里找到最低点。这些例子让我一下子就觉得，原来这些高深的数学概念离生活并不遥远，甚至可以说，它们就是我们解决很多实际问题的工具。 书中的逻辑非常清晰，每一个章节都像是为下一章做铺垫，层层递进。即使是我之前在其他地方接触过的一些基本概念，在这里也得到了更深入、更系统的阐述。作者对于各种算法的介绍，不仅仅是给出公式，更重要的是讲解了算法背后的思想，为什么它能有效，以及它有什么局限性。尤其是他对收敛性、稳定性的讨论，虽然听起来很技术，但作者用了很多类比和图示，让我这个数学背景不算特别扎实的读者也能够理解其中的精妙。 读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一种思维的训练。作者强调的不仅仅是“怎么做”，更是“为什么这么做”。在分析不同的优化算法时，他会对比它们的优缺点，讨论在什么情况下选择哪种方法更为合适。这让我开始学会从更宏观的角度去看待问题，不再是生搬硬套某个公式，而是理解算法的设计哲学，从而能够根据实际需求进行调整和创新。这种能力的培养，对我来说比单纯记住几个算法更有价值。 这本书在实践层面的指导性也很强。虽然我还没有完全掌握所有算法的细节，但作者在书中提供的不少数值算例和伪代码，让我对接下来的编程实现充满了信心。他会提示一些在实际编程中容易遇到的陷阱，以及如何去避免它们。这种“接地气”的写作风格，让我在学习理论的同时，也能感受到理论走向实践的可行性，并且激发了我动手去尝试的欲望。 总体来说，这本书为我打开了一扇新的大门。它不仅仅是一本关于非线性优化的技术手册，更像是一位经验丰富的导师，循循善诱地引导我进入这个充满挑战但也极具魅力的领域。作者对细节的把握、对概念的透彻解析，以及贯穿全书的严谨逻辑，都给我留下了深刻的印象。我真心推荐给任何对数学建模、算法设计，或者任何想从更深层次理解复杂问题解决之道的朋友。