鲁棒非线性伺服控制及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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☆☆☆☆☆

程国扬 著

图书标签:

• 鲁棒控制
• 非线性控制
• 伺服控制
• 自适应控制
• 控制系统
• 电机控制
• 机器人控制
• 优化算法
• 现代控制理论
• 应用研究

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030561510

版次：31

商品编码：12296678

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-01-01

页数：114

字数：257000

正文语种：中文

内容简介

　　伺服控制是工业自动化和智能制造的核心技术之一。伺服控制系统的性能决定了生产效率、加工精度和系统运行的安全性。《鲁棒非线性伺服控制及应用》针对工业生产装备和机电一体化系统中的伺服机构，采用基于状态空间模型的现代控制理论方法，以及线性控制与非线性控制相结合的技术路线，致力于研发高性能的伺服控制方案及其支持工具包，包括抗扰动鲁棒近似时间*优伺服控制、复合非线性定点伺服控制和轨迹跟踪控制、双模切换伺服控制，实现快速、平稳、准确的大范围伺服控制，满足先进制造业对效率和性能的严格要求。

目录

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 中国智能制造战略 1
1.2 先进伺服控制技术 2
1.3 本书主要内容 7
参考文献 8
第2章 鲁棒近似时间最优伺服控制 14
2.1 引言 14
2.2 连续时域鲁棒PTOS控制 15
2.2.1 鲁棒PTOS控制律的设计 15
2.2.2 稳定性分析 19
2.2.3 仿真实例 21
2.3 离散时域鲁棒PTOS控制 23
2.3.1 离散鲁棒PTOS控制律的设计 23
2.3.2 稳定性分析 26
2.3.3 仿真实例 31
2.4 速度受限PTOS控制 32
2.5 带阻尼伺服系统的扩展PTOS控制 36
2.5.1 扩展PTOS控制律的设计 36
2.5.2 稳定性分析 38
2.5.3 仿真实例 41
2.6 小结 43
参考文献 43
第3章 鲁棒复合非线性定点伺服控制 46
3.1 引言 46
3.2 连续时域RCNS控制 47
3.2.1 RCNS控制律的设计 48
3.2.2 稳定性分析 52
3.2.3 仿真实例 57
3.3 离散时域RCNS控制 64
3.3.1 离散RCNS控制律的设计 64
3.3.2 稳定性分析 68
3.3.3 仿真实例 72
3.4 小结 77
参考文献 78
第4章 鲁棒复合非线性轨迹跟踪控制 80
4.1 引言 80
4.2 参考信号发生器 81
4.3 复合非线性轨迹跟踪控制器 83
4.4 稳定性分析 86
4.5 参考信号生成器的另一种设计 89
4.6 仿真实例 90
4.7 小结 99
参考文献 99
第5章 复合非线性控制MATLAB工具包 100
5.1 引言 100
5.2 理论基础 101
5.2.1 积分增强复合非线性反馈控制 101
5.2.2 鲁棒复合非线性控制 104
5.3 软件框架和用户指南 104
5.4 设计举例 108
5.4.1 旋转-平移执行器系统 108
5.4.2 硬盘磁头定位伺服控制系统 111
5.4.3 三阶系统的轨迹跟踪控制 114
5.5 小结 117
参考文献 117
第6章 双模切换伺服控制 118
6.1 引言 118
6.2 连续时域DMSC设计 119
6.2.1 鲁棒PTOS控制律 120
6.2.2 RCNS控制律 121
6.2.3 DMSC切换策略 123
6.2.4 稳定性分析 125
6.3 离散时域DMSC设计 128
6.3.1 离散鲁棒PTOS控制律 129
6.3.2 离散RCNS控制律 133
6.3.3 离散DMSC切换策略 136
6.4 仿真实例 140
6.5 小结 143
参考文献 143
第7章 伺服控制应用实践 145
7.1 永磁同步电机位置伺服系统的鲁棒PTOS控制 145
7.1.1 位置伺服控制器的设计 145
7.1.2 仿真分析 148
7.1.3 实验研究 152
7.2 直流伺服电机位置的扩展PTOS控制 155
7.2.1 位置伺服控制器的设计 155
7.2.2 仿真与实验验证 157
7.3 无刷直流电机调速系统的RCNS控制 160
7.3.1 无刷直流电机调速系统的数学模型 161
7.3.2 速度伺服控制器的设计 161
7.3.3 仿真分析 164
7.3.4 实验研究 168
7.4 硬盘音圈电机伺服系统的离散RCNS控制 170
7.4.1 位置伺服控制器的设计 170
7.4.2 仿真与实验验证 173
7.5 永磁同步电机位置伺服系统的DMSC控制 176
7.5.1 位置伺服控制器的设计 176
7.5.2 实验研究 179
7.6 直线电机二维伺服平台轮廓轨迹的RCNT控制 184
7.6.1 二维伺服平台的数学模型 184
7.6.2 曲线轨迹跟踪控制器的设计 186
7.6.3 实验研究 188
7.7 小结 193
参考文献 194

好的，这是一份关于其他主题的图书简介： 《数字孪生：构建智能世界的数字镜像》 图书简介 在信息技术飞速发展的今天，我们正站在一个由数据、连接和智能驱动的新时代的门槛上。传统的物理世界与日益复杂的虚拟世界之间的界限正变得模糊，催生出一种颠覆性的技术范式——数字孪生（Digital Twin）。本书旨在为读者系统、深入地剖析数字孪生的核心概念、关键技术、构建方法以及其在现代工业、城市管理、医疗保健等多个领域的广泛应用。 一、数字孪生的起源与核心理念 数字孪生并非一个全新的概念，其思想根源可以追溯到早期的仿真建模技术。然而，随着物联网（IoT）、云计算、大数据分析以及人工智能（AI）的成熟，数字孪生得以实现其真正的潜力。它不仅仅是一个静态的物理实体模型，而是一个动态、实时、相互映射的虚拟副本。 本书首先界定了数字孪生的基本构成要素：物理实体、虚拟模型、两者之间的双向数据流，以及支撑这一切的智能分析层。 我们将深入探讨“孪生”的意义——从映射一个简单的资产（如一台机器）到一个复杂的系统（如一座工厂或一座城市）的全生命周期管理。读者将了解如何通过实时数据采集、高保真仿真以及预测性维护，实现对物理资产的深度洞察和前瞻性控制。 二、构建数字孪生的技术基石 实现一个有效的数字孪生系统，需要跨越多个学科的技术集成。本书将详细解析支撑数字孪生的关键技术栈： 1. 物联网（IoT）与传感器技术： 实时数据是数字孪生的“生命线”。我们将探讨不同类型传感器（如温度、振动、视觉、声学传感器）的选择、部署策略，以及边缘计算在数据预处理中的关键作用，确保数据采集的准确性、及时性和鲁棒性。 2. 建模与仿真技术： 如何精确地将物理世界转化为虚拟世界？本书将介绍多尺度建模、基于物理的建模（PBM）、基于数据的建模（DBM）以及混合建模方法的优劣。重点在于高保真仿真的能力，这使得我们能够在虚拟环境中对复杂场景进行“假设分析”（What-if Scenarios）。 3. 云计算与数据架构： 数字孪生涉及海量、多源异构的数据。我们将探讨如何设计高效的数据湖或数据平台，以及云计算和分布式计算在支撑大规模模型运行和复杂计算任务中的核心地位。 4. 人工智能与机器学习（AI/ML）： 真正的智能来源于对数据的深度挖掘。AI/ML技术是实现数字孪生预测性、优化性和自主性的关键。我们将讨论如何利用深度学习识别设备故障模式、优化生产流程参数，以及实现对系统行为的精准预测。 三、数字孪生的应用领域与行业实践 本书的价值不仅在于理论阐述，更在于展示数字孪生在实际场景中的落地应用。我们将以案例研究的形式，详尽分析以下几个核心应用领域： 智能制造与工业4.0： 在离散制造和流程工业中，数字孪生如何助力优化生产线布局、提高设备综合效率（OEE）、实现零停机维护（Zero Downtime Maintenance）。讨论“数字主线”（Digital Thread）在产品全生命周期管理中的作用。 智慧城市与基础设施管理： 如何利用数字孪生模型来管理交通流、能源分配、公共安全和环境监测。重点分析孪生体在城市规划决策支持中的作用，以及如何通过模拟应对突发事件。 航空航天与国防： 在高风险、高价值的资产管理中，数字孪生如何用于远程监控、结构健康监测（SHM）以及任务规划优化。 医疗健康与生物工程： 从“人体器官的数字孪生”到个性化治疗方案的制定，探讨数字孪生在精准医疗中的前沿探索。 四、数字孪生的挑战与未来展望 尽管前景广阔，数字孪生的全面部署仍面临诸多挑战。本书不会回避这些现实问题，包括：数据安全与隐私保护、不同系统间的互操作性标准缺失、高昂的初始投入，以及如何平衡模型的复杂性与实时计算的需求。 最后，我们将展望数字孪生的下一代发展方向，包括与元宇宙（Metaverse）的融合、自主决策系统的演进，以及数字孪生技术如何进一步推动人类社会向更高效、更可持续的方向发展。 面向读者： 本书适合于系统架构师、工业工程师、软件开发人员、数据科学家，以及对前沿工业技术和智能系统感兴趣的管理者和高级学生。它要求读者具备一定的工程或计算机科学基础，但力求以清晰、逻辑严谨的方式，引导读者从理论构建到实际部署，全面掌握数字孪生这一赋能未来的核心技术。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程中，我体会到一种智力上的挑战，这种挑战并非源于晦涩难懂的术语，而是源于对思维模型的一次彻底重塑。它要求你跳出传统的PID思维定势，进入一个完全由状态空间和李雅普诺夫函数主导的世界。作者在阐述控制器的设计思想时，非常注重数学上的优雅性和完备性，每一步的论证都极具说服力。然而，这种对数学完备性的极致追求，在某种程度上牺牲了对工程直觉的培养。对于那些习惯于通过试错和经验积累来解决问题的工程师而言，可能需要花费大量时间来建立起对这些抽象概念的“直觉感受”。我总觉得，如果能在章节之间穿插一些“控制哲学”层面的探讨，比如为什么选择这种鲁棒性度量而非另一种，或者不同控制流派的优缺点对比，这本书的教学效果会更上一层楼，而不仅仅是提供一个强有力的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书的理论深度是顶级的，尤其是在处理高维、强耦合非线性系统时的应对策略，提供了我之前从未接触过的全新视角。那些关于先进鲁棒性判据的介绍，特别是作者自创的某些优化算法的提出，绝对是这本著作中最闪耀的部分。但是，当我们把目光从纯粹的数学推导转向实际的硬件实现时，我感觉内容深度有所减弱。例如，关于实时计算资源限制、嵌入式系统中的浮点精度问题，以及如何将这些复杂的算法映射到实际的DSP或FPGA上时，书中的指导显得过于简略。我期待能看到更多关于代码实现的伪代码，或者至少是关于不同控制架构在不同硬件平台上的性能权衡分析。这本书更像是一份“蓝图设计稿”，而我这个工程师更需要一份详细的“施工说明书”，指引我如何跨越理论到实践的鸿沟。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版布局给我留下了极其深刻的印象，那种严谨到近乎苛刻的逻辑结构，简直像是一份精密仪器的操作手册。作者在组织章节时，似乎遵循了一种“先抛出理论，后通过数学工具进行极致抽象”的路径。我特别欣赏其中关于系统辨识和参数估计那几部分的论述，论证过程环环相扣，几乎找不到任何可以被质疑的逻辑漏洞。然而，这也是它让我感到略微“冰冷”的地方。在处理那些复杂的工程实际问题时，我更希望看到一些“人情味”——比如，在实际应用中，哪些模型假设在面对真实噪声和不确定性时会首先失效？有没有关于实验平台搭建的经验分享？书中虽然有应用实例的介绍，但总感觉像是对理论完美状态的一种理想化展示，缺乏那种在实验室里反复试错、不断调整的真实过程的描绘。它更侧重于“应该怎么做”，而不是“在出问题时如何补救”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文献引用和理论溯源工作做得非常出色，显示出作者深厚的学术功底。如果你想追溯某个特定控制策略的历史发展脉络，这本书无疑是一个极好的参考点，它构建了一个相当完整的学术地图。但在讨论到当前工业界的应用前沿时，我发现内容更新的速度似乎跟不上技术迭代的步伐。例如，当前许多先进的控制系统已经开始融合机器学习的方法来处理模型不确定性，但在本书中，这方面的讨论相对较少，更多的是集中在基于模型的设计范式上。这并非说传统方法不好，而是说在探讨“鲁棒性”的边界时，如何接纳和利用非传统工具来增强系统的适应性，是当下研究的热点。因此，虽然这本书是坚实的理论基石，但在展望未来的发展方向上，我希望能看到更多面向前沿交叉领域的探索性内容。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计真是独树一帜，那种深邃的蓝色调配上硬挺的字体，立刻给人一种专业、严谨的感觉。我作为一个刚接触这领域的新手来说，确实被这种强烈的视觉冲击力吸引了。不过，当我翻开前几页时，那种期望值稍微有点波动。它更像是一本面向资深工程师的工具书，里面的理论推导非常扎实，公式和图表多到让人眼花缭乱。我花了整整一个下午，才勉强理清了前几章的基本概念框架。它似乎预设了读者已经对经典控制理论有相当的掌握，对于我这种需要从零开始啃概念的人来说，入门门槛有点高，很多地方需要反复查阅其他基础教材来辅助理解。虽然内容深度毋庸置疑，但如果能增加一些更具启发性的、循序渐进的案例解析，哪怕是简单的仿真演示，或许能更好地拉近与初学者的距离。整体而言，它更像是一部等待被深度挖掘的宝藏，而不是一个轻松易读的入门读物。