非綫性優化計算方法 袁亞湘 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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袁亞湘 著

圖書標籤:

• 非綫性優化
• 優化算法
• 數值計算
• 數學模型
• 袁亞湘
• 科學計算
• 高等教育
• 工程數學
• 優化理論
• 計算方法

店鋪： 南源圖書專營店

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030208835

商品編碼：11410355933

包裝：平裝

齣版時間：2016-12-01

基本信息

書名：快速響應微小衛星設計

定價：148.00元

作者：曹喜濱,孫兆偉

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2017-12-01

ISBN：9787030512499

字數：

頁碼：

版次：31

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書是作者及其團隊在微小衛星及空間快速響應領域二十餘年研究成果的歸納總結.針對快速響應微小衛星“省、好、快”的發展趨勢，在快速任務設計與分析、衛星柔性化平颱及其模塊化快速集成、綜閤電子係統重構、星載軟件構件化設計、高性能軌道與姿態控製、快速測試以及星箭一體化設計與網絡化應用等方麵，提齣瞭諸多設計理論與方法，原創性突齣，並經過工程應用驗證，對於我國快速響應微小衛星的設計與工程實施具有重要的理論意義和應用價值。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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好的，這是一份關於另一本不同圖書的詳細簡介，力求內容充實、自然流暢，不包含《非綫性優化計算方法 袁亞湘》中的任何信息。 --- 《現代控製理論與係統辨識：從基礎到前沿》 第一章 緒論：控製科學的演進與現代視野 本書旨在為讀者構建一個全麵而深入的現代控製理論知識體係。我們首先從控製科學的曆史脈絡切入，迴顧經典控製理論的基石與局限性，特彆是其在處理多變量、強耦閤係統時的不足。隨後，本書將視角轉嚮 20 世紀下半葉興起的現代控製理論。現代控製理論的核心在於狀態空間錶示法，它提供瞭一種統一的、描述係統內部動態行為的數學框架。 本章詳細闡述瞭連續時間係統與離散時間係統的基本描述方式，包括狀態方程、輸齣方程的建立。同時，我們引入瞭綫性定常係統（LTI）的概念，並探討瞭係統的基本性質，如可控性（Controllability）與可觀測性（Observability）。這兩個核心概念是後續所有反饋設計與狀態估計工作的前提。我們不僅從數學上推導瞭判據，更結閤工程實例，闡釋瞭係統結構與這些性質之間的深刻聯係。 第二章 狀態空間模型與係統分析 深入狀態空間錶示後，本章聚焦於如何對係統進行深入的數學分析。狀態轉移矩陣是理解係統自由響應的關鍵工具，其求解方法——包括利用拉普拉斯逆變換和矩陣指數函數——將被詳盡闡述。對於綫性時變係統（LTV），雖然分析難度增加，但我們仍將介紹變係數係統解的近似方法及其在特定工程場景下的應用潛力。 係統的穩定性分析是控製理論的生命綫。本章係統性地迴顧瞭李雅普諾夫穩定性理論。李雅普諾夫第一法（基於特徵值）提供瞭綫性係統穩定的充要條件，而李雅普諾夫第二法（直接法）則以其對非綫性係統和更一般情況的普適性而成為分析的核心。我們將展示如何構造閤適的李雅普諾夫函數，用以證明係統的漸近穩定、指數穩定乃至指數有界穩定性。 第三章 綫性係統的經典反饋設計 基於狀態空間模型，本章轉嚮係統性能的提升。反饋控製的核心思想是通過測量係統的輸齣或狀態，設計一個反饋律，使得閉環係統滿足預定的性能指標。 極點配置（Pole Placement）是狀態反饋設計中最基礎且強大的工具之一。本章詳細講解瞭如何利用狀態反饋矩陣 $K$ 來重新配置閉環係統的特徵值，從而實現期望的暫態響應速度和阻尼比。我們不僅討論瞭在全狀態可測情況下的設計過程，更引入瞭極點配置的可行性限製，並探討瞭如何利用配方法（如配對技巧）來優化反饋矩陣的選擇。 對於狀態不可測的情況，觀測器的設計變得至關重要。本章係統地介紹瞭狀態觀測器（Observer）的設計方法，重點闡述瞭觀測器增益的選擇原理，並著重講解瞭著名的卡爾曼-匈牙利人觀測器（Luenberger Observer）的構造。通過將狀態反饋與狀態觀測結閤，我們推導齣瞭完整的“分離原理”（Separation Principle），這是現代控製設計中的一個裏程碑式的成果，錶明反饋設計與狀態估計可以在一定程度上獨立進行。 第四章 現代控製理論的隨機與最優視角 麵對真實世界中普遍存在的隨機擾動和測量噪聲，最優控製與隨機過程的結閤催生瞭更具魯棒性的設計方法。本章引入瞭隨機過程的基礎，如維納過程（布朗運動）和隨機微分方程（SDE）。 最優控製理論的核心在於尋找一個控製輸入 $u(t)$，使得係統的性能指標泛函（代價函數）最小化。本章聚焦於綫性係統在二次型代價函數下的最優控製問題，即 LQR（Linear Quadratic Regulator）問題。我們詳細推導瞭黎卡提微分方程（Riccati Equation），並證明瞭其解可以導齣最優狀態反饋增益 $K_{LQR}$。LQR 設計的優勢在於其魯棒性和易於量化性能的特點。 隨後，我們將隨機性納入考量，引齣卡爾曼濾波（Kalman Filter）。卡爾曼濾波是一種最優綫性遞歸估計器，它能夠根據係統模型和噪聲統計特性，實時地估計齣係統的最優狀態。本章將詳細剖析卡爾曼濾波的預測步和更新步的數學推導，並展示它在導航、定位和信號處理中的廣泛應用。 第五章 魯棒性與先進控製技術 隨著工程需求的提升，僅滿足名義性能已不足夠，係統必須對模型不確定性和外部乾擾具有抵抗力。本章引入瞭魯棒控製的基本概念，如穩定裕度和奇異值分析。 係統辨識作為控製的前置步驟，在本章中占據重要地位。係統辨識的目標是利用實驗數據來估計係統的動態模型。我們將從參數估計的角度齣發，詳細介紹遞歸最小二乘法（RLS）及其改進版本，並討論如何選擇閤適的輸入信號（激勵信號）以獲得高質量的係統辨識結果。 最後，本書將觸及現代控製研究的前沿領域，如 $mathcal{H}_{infty}$ 控製理論和模型預測控製（MPC）。$mathcal{H}_{infty}$ 控製旨在最小化係統對最壞情況乾擾的敏感度，提供瞭一種基於頻率域和奇異值方法的魯棒設計框架。而 MPC 則通過在綫求解一個滾動優化問題，巧妙地將反饋控製與前饋優化結閤起來，特彆適用於約束較多的復雜工業過程。 附錄與展望 附錄部分提供瞭必要的綫性代數工具迴顧、矩陣分析技巧以及相關軟件工具（如 MATLAB/Simulink）的使用指南。全書的編排邏輯清晰，從基礎概念齣發，逐步過渡到高級理論與前沿應用，旨在培養讀者紮實的理論基礎和解決復雜工程問題的能力。本書特彆強調理論推導與工程實踐的結閤，確保所學知識能夠有效地轉化為實際係統的設計方案。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的最大感受是“通透”。作者在講解非綫性優化計算方法時，仿佛有一種魔力，能夠將看似復雜抽象的理論，講得一清二楚，並且能夠讓你感受到其背後蘊含的數學智慧。他不會迴避數學的嚴謹性，但同時又能夠用一種非常易於理解的方式來呈現。 我特彆欣賞作者在引入新概念時的循序漸進。他不會一下子拋齣大量復雜的數學術語，而是會先從一些基本的概念講起，然後逐步深入。這種“鋪墊”做得非常到位，讓我在學習過程中，感覺非常輕鬆。而且，他在講解每一個算法時，都會仔細分析其收斂條件、計算成本以及對初始值的敏感度。 書中對圖示和例子的運用，也給我留下瞭深刻的印象。作者經常會使用一些直觀的圖錶來輔助說明抽象的概念，這對於我這種偏重直覺理解的讀者來說，簡直是福音。通過這些圖示，我能夠非常清晰地看到算法的運行過程，以及其解決問題的邏輯。 我感覺這本書不僅僅是在傳授知識，更是在培養一種解決問題的思維方式。作者在講解方法時，總會引導我去思考“為什麼”要這麼做，以及“還有沒有其他更好的方法”。這種啓發式的教學方式，讓我能夠更主動地去探索和思考，而不是被動地接受。 總而言之，這本書的寫作風格非常獨特，既有嚴謹的數學分析，又有生動的語言錶達。它讓我對非綫性優化這個領域産生瞭濃厚的興趣，並且讓我覺得，學習這些復雜的計算方法，其實是一件很有趣的事情。這是一本值得反復品讀、並且能夠帶來深刻啓發的書籍。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，拿到這本書之前，我對非綫性優化這個領域確實有些“距離感”。感覺它充滿瞭復雜的數學符號和抽象的理論。然而，這本書徹底改變瞭我的看法。作者以一種非常巧妙的方式，將一個看似晦澀的領域，變得生動有趣起來。他沒有一開始就拋齣大量的公式，而是從一些非常貼近實際生活的問題入手，比如如何尋找最優的投資組閤，或者如何規劃最佳的運輸路綫。 書中對不同優化方法的闡述，讓我眼前一亮。我之前接觸過一些簡單的優化方法，但總覺得知其然不知其所以然。這本書的作者對每一種方法都進行瞭深入的剖析，不僅解釋瞭其數學原理，更重要的是，揭示瞭其背後的邏輯和設計思想。這種“為什麼”的解釋，讓我對這些算法有瞭更深層次的理解，不再是死記硬背。 我特彆欣賞作者在處理一些關鍵概念時的細緻。比如，當他談到算法的收斂性時，會詳細解釋為什麼某些算法能夠保證收斂，而另一些則可能齣現不穩定的情況。他還會通過圖示來輔助說明，讓即使是像我這樣非數學專業背景的讀者，也能清晰地把握這些重要的理論。 閱讀這本書的過程，就像是在與一位經驗豐富的導師對話。作者的語言風格非常親切，而且在關鍵的地方會給齣非常實用的提示。他會提醒讀者在實際應用中可能會遇到的問題，以及如何去規避。這讓我感覺這本書不僅僅是理論上的講解，更是具有很強的實踐指導意義。 總的來說，這本書是一次非常愉快的閱讀體驗。它不僅讓我對非綫性優化有瞭更全麵、更深入的認識，更重要的是，它激發瞭我對這個領域的興趣，並讓我有信心去嘗試解決更復雜的問題。這是一本值得反復閱讀和思考的好書。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我本來是抱著一種試試看的心態，畢竟“非綫性優化”這個詞聽起來就夠嚇人的。但翻開第一頁，立刻就被作者嚴謹又不失趣味的敘述風格吸引住瞭。他不像很多教材那樣，上來就堆砌公式，而是從一些非常直觀的例子入手，比如怎麼纔能最省力地挖一個最深的坑，或者如何在復雜的山區裏找到最低點。這些例子讓我一下子就覺得，原來這些高深的數學概念離生活並不遙遠，甚至可以說，它們就是我們解決很多實際問題的工具。 書中的邏輯非常清晰，每一個章節都像是為下一章做鋪墊，層層遞進。即使是我之前在其他地方接觸過的一些基本概念，在這裏也得到瞭更深入、更係統的闡述。作者對於各種算法的介紹，不僅僅是給齣公式，更重要的是講解瞭算法背後的思想，為什麼它能有效，以及它有什麼局限性。尤其是他對收斂性、穩定性的討論，雖然聽起來很技術，但作者用瞭很多類比和圖示，讓我這個數學背景不算特彆紮實的讀者也能夠理解其中的精妙。 讀這本書的過程，與其說是學習，不如說是一種思維的訓練。作者強調的不僅僅是“怎麼做”，更是“為什麼這麼做”。在分析不同的優化算法時，他會對比它們的優缺點，討論在什麼情況下選擇哪種方法更為閤適。這讓我開始學會從更宏觀的角度去看待問題，不再是生搬硬套某個公式，而是理解算法的設計哲學，從而能夠根據實際需求進行調整和創新。這種能力的培養，對我來說比單純記住幾個算法更有價值。 這本書在實踐層麵的指導性也很強。雖然我還沒有完全掌握所有算法的細節，但作者在書中提供的不少數值算例和僞代碼，讓我對接下來的編程實現充滿瞭信心。他會提示一些在實際編程中容易遇到的陷阱，以及如何去避免它們。這種“接地氣”的寫作風格，讓我在學習理論的同時，也能感受到理論走嚮實踐的可行性，並且激發瞭我動手去嘗試的欲望。 總體來說，這本書為我打開瞭一扇新的大門。它不僅僅是一本關於非綫性優化的技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師，循循善誘地引導我進入這個充滿挑戰但也極具魅力的領域。作者對細節的把握、對概念的透徹解析，以及貫穿全書的嚴謹邏輯，都給我留下瞭深刻的印象。我真心推薦給任何對數學建模、算法設計，或者任何想從更深層次理解復雜問題解決之道的朋友。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺非常“實在”。它沒有華而不實的理論堆砌，也沒有故弄玄虛的概念闡釋。一打開，你就能感受到作者是真正懂得如何把復雜的數學問題講清楚，並且能夠轉化為實際可操作的方法。尤其是在講解一些經典算法的時候，作者會花很多篇幅去剖析其核心思想，以及為什麼它能夠工作。這種深度分析，讓我對這些算法的理解不再停留在錶麵，而是能夠觸及到其本質。 我特彆喜歡書中對各種算法的比較分析。作者不是簡單地羅列一大堆公式，而是會從收斂速度、計算復雜度、對初值敏感度等多個維度，詳細地講解每種方法的優缺點。這使得我在閱讀過程中，能夠清晰地認識到不同算法的適用場景，避免瞭盲目選擇的誤區。這種“取捨”的智慧，在解決實際工程問題時尤為重要。 書中對數學原理的講解非常到位，但又不至於讓人望而卻步。作者似乎非常善於把握度，既能保證理論的嚴謹性，又能用易於理解的語言來錶達。我尤其欣賞他對於一些關鍵定理的證明過程，通常會給齣一個清晰的思路，然後一步步地推導，讓人能夠跟得上。即使是對於一些比較抽象的概念，作者也常常會輔以形象的比喻，讓抽象變得具體。 在閱讀過程中，我感覺自己不僅僅是在學習知識，更是在提升解決問題的能力。這本書不僅僅是傳授“術”，更重要的是傳授“道”。作者在講解算法時，常常會引導讀者思考“為什麼”這樣做，以及“還能怎麼做”。這種批判性的思維方式，對於培養獨立思考能力非常有幫助。 總而言之，這是一本非常紮實、內容翔實的書。作者的功底深厚，並且善於將復雜的知識係統化、條理化。我從中獲益良多，不僅對非綫性優化有瞭更深刻的理解，更重要的是，在解決實際問題時，我能夠更有針對性地選擇和應用閤適的工具。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我最先感受到的是其內容的“厚重感”。翻開目錄，就能看到豐富的章節安排，涵蓋瞭非綫性優化計算方法的方方麵麵。作者的寫作風格非常嚴謹，每一個概念的提齣，每一個公式的推導，都顯得一絲不苟，讓人覺得非常可靠。 書中對各種算法的講解，可以說是“麵麵俱到”。從一些基礎的方法，到一些更高級的算法，作者都給齣瞭詳盡的介紹。更難得的是，他不僅僅是給齣算法的步驟，還會深入剖析算法的原理，以及其在不同情況下的適用性和局限性。這讓我能夠根據具體問題，做齣更明智的選擇。 我尤其喜歡書中對數學基礎的強調。作者在講解優化方法之前，會花不少篇幅來迴顧和梳理相關的數學知識，這對於我這樣的讀者來說，非常有幫助。它就像是在給我打好基礎，讓我能夠更順暢地理解後麵的優化理論。同時，作者的講解也非常清晰，即使是一些比較復雜的數學概念，也能夠被他闡釋得條理分明。 在閱讀過程中，我發現作者非常注重理論與實踐的結閤。他會在書中給齣很多數值算例，並且還會提及一些實際應用中的例子，這讓我能夠更好地理解理論知識是如何在實際問題中發揮作用的。這種“學以緻用”的導嚮，讓我對接下來的學習和研究充滿瞭動力。 總而言之，這是一本非常齣色的專業教材。它不僅內容豐富、理論紮實，而且講解清晰、邏輯嚴密。對於任何想要深入學習非綫性優化計算方法的讀者來說，這本書都是一個非常好的選擇。我從中受益匪淺，並且對未來的學習充滿瞭期待。