非綫性控製 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 哈森K.哈裏爾 著，韓正之，王劃，王少華 等 譯

圖書標籤:

• 控製理論
• 非綫性係統
• 自適應控製
• 最優控製
• 魯棒控製
• Lyapunov穩定性
• 滑模控製
• 反饋控製
• 動態係統
• 工程應用

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111528883

版次：1

商品編碼：11900640

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 工業控製與智能製造叢書

開本：16開

齣版時間：2016-03-01

用紙：膠版紙

頁數：287

內容簡介

　　美國密歇根州立大學電氣與計算機工程專業的本科生教材，可作為非綫性控製課程初級教材，重點闡述非綫性係統的分析和控製應用。該書內容簡潔，闡述清楚，主要內容包括：非綫性模型、二維係統、平衡點的穩定性、時變擾動係統、輸入—輸齣穩定性、反饋係統的穩定性、特殊形式的非綫性係統、狀態反饋鎮定、狀態反饋魯棒鎮定、非綫性觀測器、輸齣反饋鎮定、跟蹤與調節等。

目錄

齣版者的話譯者言前言第1章　引論11.1　非綫性模型11.2　非綫性現象61.3　全書概況71.4　練習8第2章　二維係統122.1　綫性係統的定性性質132.2　平衡點附近的定性性質162.3　多重平衡點182.4　極限環202.5　繪製相圖的數字化方法232.6　練習24第3章　平衡點的穩定性273.1　基本概念273.2　綫性化313.3　Lyapunov方法333.4　不變性原理393.5　指數穩定性423.6　吸引域443.7　Lyapunov逆定理483.8　練習49第4章　時變係統和擾動係統534.1　時變係統534.2　擾動係統564.3　有界性與終極有界性604.4　輸入狀態穩定性664.5　練習70第5章　無源性745.1　無記憶函數745.2　狀態模型775.3　正實傳遞函數805.4　與穩定性的聯係835.5　練習85第6章　輸入輸齣穩定性886.1　穩定性886.2　狀態模型的穩定性926.3　2增益966.4　練習100第7章　反饋係統的穩定性1037.1　無源性定理1037.2　小增益定理1107.3　絕對穩定性1137.4　練習122第8章　特殊形式的非綫性係統1258.1　標準型1258.2　控製器型1318.3　觀測器型1378.4　練習142第9章　狀態反饋鎮定1459.1　基本概念1459.2　綫性化1469.3　反饋綫性化1479.4　局部反饋綫性化1529.5　反步法1559.6　基於無源性的控製1609.7　控製Lyapunov函數1649.8　練習167第10章　狀態反饋魯棒鎮定17010.1　滑模控製17010.2　Lyapunov再設計方法18410.3　高增益反饋18910.4　練習191第11章　非綫性觀測器19411.1　局部觀測器19511.2　擴展Kalman濾波器19611.3　全局觀測器19911.4　高增益觀測器20011.5　練習204第12章　輸齣反饋鎮定20712.1　輸齣反饋綫性化20712.2　基於無源性的控製20812.3　基於觀測器的控製21012.4　高增益觀測器和分離原理21212.5　最小相位係統的魯棒穩定性21812.6　練習224第13章　跟蹤與調節22613.1　跟蹤控製22813.2　魯棒跟蹤控製22913.3　設定點間的轉移23113.4　通過積分控製的魯棒調節23413.5　輸齣反饋23713.6　練習239附錄A　示例242附錄B　數學知識概述257附錄C　組閤Lyapunov函數262附錄D　證明267參考文獻272符號錶281索引283

前言/序言

　　前　言　　這本書可以看成是從我早期編寫的《Nonlinear Systems》演化而來的，它不是那本書的第4版，也不能取代它。本書的宗旨和結構與《Nonlinear Systems》完全不同。《Nonlinear Systems》的定位是講述非綫性係統分析及其在控製中的應用的參考書或者教材，但是本書旨在作為非綫性控製的入門教材，它用於一個學期大約40課時的教學。眾所周知，嚴謹是非綫性係統理論的特點，寫作本書的定位是既不失嚴謹性，又能讓最廣大的受眾可以接受，因此隻有當證明過程對於結論的理解是必要的時候，我們纔給齣，其餘的都給齣瞭參考文獻，需要的讀者可以按需索驥。對於有些證明，部分讀者尋找起來可能有睏難，因此我們將它們羅列在本書的附錄中。本書的篇幅大約隻有《Nonlinear Systems》的一半，割捨瞭不少內容。那些被割捨的部分並非不重要，隻是我覺得不適閤入門學習而已。習慣使用《Nonlinear Systems》的教師可能不同意這樣的裁減，所以他們依然可以將刪減的內容融閤進這本教材中，一起講授。　　教師們可以從齣版商那裏得到本書的電子版練習解答，還可獲得部分題目的Simulink模型。本書的配套網站（http://www.pearsonhighered.com/khalil）還提供本書的勘誤鏈接，用戶可以通過此網站提交發現的內容錯誤，還可以從該網站獲得本書的PDF課件，以及部分例子的Simulink模型。　　書中的計算是通過MATLAB和Simulink完成的，插圖是由MATLAB或LATEX的圖形工具生成的。英文書封麵背景描繪的是公元前3世紀埃及剋特西比烏斯的水鍾，這是有記錄以來第一個反饋控製裝置。　　在本書的寫作過程中，我得到瞭很多同事、學生以及《Nonlinear Systems》的讀者、本書審稿人的幫助。感謝密西根州立大學為我的寫作提供瞭一個良好的寫作環境，也感謝美國自然科學基金會為我在非綫性反饋控製研究中提供的資助。　　Hassan Khalil

《深入淺齣：現代係統動力學導論》 內容簡介 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的現代係統動力學視角，內容聚焦於理解復雜係統的結構、行為及其隨時間變化的動態過程。我們摒棄瞭傳統上將係統視為靜態組件集閤的視角，轉而強調係統內部的反饋迴路、時間延遲、非綫性特性以及它們如何共同塑造宏觀行為。全書內容組織嚴謹，邏輯清晰，旨在幫助工程師、科學傢以及從事復雜係統研究的人員構建紮實的理論基礎和實用的分析工具。 第一部分：基礎概念與建模框架 本部分首先從係統思維的哲學基礎入手，闡述將世界視為相互關聯的動態係統的必要性。我們詳細介紹瞭反饋結構——正反饋（增強/失控）與負反饋（平衡/穩定）——作為所有動態係統的核心驅動力。通過引入股票（積纍變量）和流量（變化率）的概念，本書構建瞭係統動力學建模的基石。 狀態變量的定義與選擇： 探討瞭如何識彆係統中最關鍵的積纍變量，即決定係統當前狀態的變量，以及如何構建準確的存量-流量圖（Stock-and-Flow Diagrams）。書中會通過大量的實例（如人口增長、資源耗盡、供應鏈庫存管理）來演示如何將復雜的現實問題抽象為清晰的圖示模型。 時間延遲的影響： 延遲是導緻係統不穩定性、振蕩和控製睏難的關鍵因素。本章深入分析瞭不同類型的延遲（傳輸延遲、信息延遲、決策延遲）對係統動態的影響，並介紹瞭處理和量化這些延遲的數學工具和仿真方法。 非綫性和閾值效應： 區彆於傳統的綫性分析，本書強調瞭現實世界中普遍存在的非綫性關係，例如飽和效應、拐點、以及門檻現象。我們將探討這些非綫性如何導緻係統行為的突然轉變（如相變），並介紹如何使用分段函數和查找錶（Look-up Tables）來精確模擬這些效應。 第二部分：動態行為的分析與診斷 在建立瞭模型框架之後，本書的核心工作轉嚮瞭對模型生成行為的分析和診斷。目標是不僅僅能“運行”模型，更要能“理解”模型為何會産生特定的行為模式。 常見動態模式識彆： 我們係統地分類和描述瞭係統動力學中常見的行為模式，包括指數增長、S形增長（邏輯斯蒂麯綫）、振蕩（周期性或阻尼）、穩態、以及失控的邊界行為。針對每種模式，本書追溯其在底層反饋結構中的根源。 結構與行為的映射： 這是係統動力學分析的精髓。本書詳細闡述瞭如何通過分析反饋迴路的結構（迴路強度、耦閤程度）來預測或解釋觀察到的動態行為。引入瞭“權力迴路”（Power Loops）的概念，用於識彆和評估不同反饋迴路在驅動係統行為中的相對重要性。 仿真技術與參數敏感性分析： 介紹瞭求解常微分方程的數值方法（主要側重於理解其原理而非繁瑣的推導），並重點講解瞭如何運用仿真工具進行“假設情景分析”（What-if Scenarios）。參數敏感性分析被作為評估模型魯棒性的關鍵工具，探討微小的參數變化如何可能導緻係統行為的巨大差異。 第三部分：策略分析與政策設計 本書的最終目標是將係統理解轉化為有效的乾預和政策設計。 目標導嚮的係統設計： 介紹如何使用係統動力學工具來設計能夠實現特定長期目標的結構。這包括識彆“杠杆點”（Leverage Points）——那些能夠以最小努力産生最大係統改變的關鍵乾預位置。 韌性與適應性設計： 鑒於環境的不可預測性，本書探討瞭如何構建具有更高韌性（Resilience）的係統結構，使其能夠更好地吸收衝擊並從乾擾中恢復。這涉及到緩衝機製的引入和冗餘度的閤理配置。 策略的意外後果分析： 許多乾預措施會因為“反作用力”（Counter-intuitive Behavior）而失敗。本書通過案例研究強調瞭在實施任何政策之前，必須通過動態模型模擬來預見潛在的長期和延遲的副作用。例如，短期效率提升的政策可能在長期導緻係統過度依賴和脆弱性增加。 特色與讀者對象 本書的特點在於其強大的工具性和直觀的解釋力。我們大量采用圖形化的方法來替代復雜的數學推導，確保讀者能夠專注於理解動態的因果關係。配圖豐富，案例貼近實際，涵蓋瞭環境科學、商業管理、公共政策和工程係統等多個領域。 本書適閤： 1. 對復雜性科學、係統工程或管理科學感興趣的高年級本科生和研究生。 2. 需要利用動態建模來解決實際問題（如運營研究、戰略規劃）的專業人士。 3. 希望係統性地理解“為什麼事情會失控”或“為什麼穩定的係統會突然崩潰”的決策者。 通過閱讀本書，讀者將掌握一套分析工具，能夠超越綫性和靜態的思維定勢，真正洞察復雜係統在時間維度上的演化規律。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計極具未來感，深邃的藍色調搭配跳躍的紅色綫條，讓人聯想到復雜的係統和無形的約束。我原本以為這會是一本晦澀難懂的教科書，但翻開目錄後，我發現內容組織得異常清晰。作者顯然花費瞭大量心血來構建一個邏輯嚴密的知識體係，從基礎的係統辨識，到深入的穩定性分析，再到前沿的魯棒性和最優控製理論，層層遞進，絕無半點含糊不清之處。特彆是關於李雅普諾夫函數的構建那一章，通過一係列巧妙的例子和幾何直觀的解釋，將原本抽象的數學概念具象化瞭，這對於我這種偏好直觀理解的學習者來說，簡直是醍醐灌頂。書中引用瞭大量最新的研究成果作為案例支撐，使得理論不再是空中樓閣，而是緊密聯係著實際工程應用的。閱讀過程中，我能感受到作者對這一領域的深刻理解和對讀者學習過程的體貼入微，每一個公式的推導都詳略得當，沒有為瞭炫耀理論深度而堆砌繁瑣的步驟，讓人讀起來既有挑戰性，又充滿瞭成就感。

評分☆☆☆☆☆

我是一名偏嚮應用側的工程師，對純數學推導嚮來敬而遠之，但這本書成功地改變瞭我的看法。它的數學推導並非為瞭炫技，而是為瞭精確地刻畫物理世界的本質。我發現，那些原本令我頭疼的偏微分方程和張量分析，在作者的筆下，突然變得富有“物理意義”瞭。舉個例子，在討論最優控製的哈密頓-雅可比-貝爾曼方程時，作者沒有直接從泛函分析入手，而是巧妙地將其與動態規劃中的“價值函數”概念聯係起來，這立刻打通瞭我思維中的壁壘。書中對算例的選擇也十分貼閤工業界的需求，從無人機的姿態穩定到化工過程的精確調度，每一個例子都給齣瞭詳盡的係統建模和控製器設計步驟。唯一讓我稍微感到吃力的是，某些復雜的魯棒性設計部分，如果讀者不具備紮實的綫性代數和復變函數基礎，可能需要花費額外時間去查閱補充材料，但這或許也是其專業深度的體現吧。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我是在一個非常偶然的機會下接觸到這本書的，當時我正在為一個復雜的機電耦閤係統尋找突破口。這本書最大的價值在於它提供瞭一種“跨界思維”。它不僅僅局限於傳統的反饋迴路設計，而是大量引入瞭信息論、概率論甚至一點點網絡科學的觀點來審視控製問題。書中對“信息瓶頸”在控製器簡化中的作用的討論，以及如何利用卡爾曼濾波的框架來處理不確定性，給瞭我巨大的啓發。它讓我意識到，很多看似是“控製”的問題，其核心本質可能隱藏在“信息獲取與處理”的層麵。這本書的論述風格是那種沉穩而富有洞察力的，不浮於錶麵，直擊問題的核心。它不會給你現成的“萬能公式”，但它會訓練你構建一套強大的、能夠應對未知挑戰的分析工具箱。讀完後，我感覺自己不再是單純地“調參工程師”，而是開始以一種更係統、更本質的眼光去看待所有動態係統的行為。

評分☆☆☆☆☆

這本厚重的著作簡直是一部控製理論的百科全書，內容之廣博，令人嘆為觀止。我尤其欣賞作者在處理不同控製流派時的那種平衡和公正態度。無論是經典的龐德拉金論證，還是現代基於狀態空間法的分析，亦或是近年來興起的智能控製方法，書中都給予瞭足夠的篇幅進行詳盡的闡述和比較。我特彆關注瞭其中關於自適應控製的部分，作者沒有簡單地羅列算法，而是深入剖析瞭不同自適應律背後的收斂性證明的難點和工程實現中的陷阱。這使得我們這些在實際項目中摸爬滾打的人，能夠更清醒地認識到理論模型的局限性。書中穿插的許多曆史軼事和先驅者的思想片段，也極大地豐富瞭閱讀體驗，讓我們明白，每一個控製策略的誕生都凝聚瞭無數科研人員的心血與智慧。閤上書本時，我感覺自己仿佛經曆瞭一次跨越半個多世紀的學術朝聖之旅，對整個控製科學的宏觀圖景有瞭更宏大的把握。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量堪稱業界典範。在信息爆炸的今天，一本能夠讓人沉下心來閱讀的實體書是難得的。紙張的質地細膩，墨色濃鬱，即便是長時間的閱讀也不會引起視覺疲勞。更值得稱贊的是圖錶的繪製。那些復雜的相平麵圖、伯德圖以及時間響應麯綫，綫條清晰，標記準確，配色和諧，極大地輔助瞭對係統動態特性的理解。許多其他技術書籍的圖錶往往模糊不清，需要反復揣摩，而這裏幾乎是一目瞭然。這種對細節的極緻追求，反映瞭齣版方和作者對知識傳播的尊重。每一次翻頁，都像是在翻閱一件精心製作的工藝品，這讓學習的過程本身變成瞭一種享受，而非負擔。好的載體能讓內容增色不少，這本書無疑做到瞭這一點。

評分☆☆☆☆☆

書的質量很好，物流很好，不錯的一次京東購物。

評分☆☆☆☆☆

很基礎的一本書，可以好好學習一下

評分☆☆☆☆☆

好書，有點薄

評分☆☆☆☆☆

書是正版的，就是有點貴！

評分☆☆☆☆☆

不錯很好

評分☆☆☆☆☆

正版，印刷質量好，慢慢學習

評分☆☆☆☆☆

剛剛收到，還沒有看，等看完再評價吧

評分☆☆☆☆☆

內容上稍作簡化，但是仍然是一本很經典的書。

評分☆☆☆☆☆

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