基於新型Smith預估補償的網絡控製係統 杜鋒,杜文纔 9787030348647 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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杜鋒，杜文纔 著

圖書標籤:

• 網絡控製係統
• Smith預估補償
• 自適應控製
• 魯棒控製
• 新型控製
• 控製理論
• 自動化
• 電氣工程
• 係統工程
• 杜鋒

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030348647

商品編碼：29489857135

包裝：平裝

齣版時間：2012-06-01

基本信息

書名：基於新型Smith預估補償的網絡控製係統

定價：50.00元

作者：杜鋒,杜文纔

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2012-06-01

ISBN：9787030348647

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：大32開

商品重量：0.241kg

編輯推薦

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　　《基於新型Smith預估補償的網絡控製係統》從係統性、實用性、可讀性和新穎性角度編寫內容，並有很多仿真研究實例，力求成為既介紹原理分析，又兼顧研究方法與研究思路的網絡控製係統參考書。
　　本書主要內容源於作者多年來從事網絡控製係統理論研究和工程實踐的積纍。本書由杜鋒，杜文纔著。

內容提要

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《基於新型Smith預估補償的網絡控製係統》是作者多年來研究網絡控製係統時延補償方法的概括與總結。針對網絡控製係統中的*、時變和不確定絡時延，《基於新型Smith預估補償的網絡控製係統》以作者提齣的新型Smith預估器時延補償方法為基礎，深入研究瞭常規PID控製、非綫性PID控製、模糊自適應PID控製、模糊免疫PID控製、RBF神經網絡控製、CMAC神經網絡控製、廣義預測控製等控製方法對網絡時延的補償效果。其研究的網絡結構涉及徑直結構、分層結構和網絡化串級控製係統結構，涉及單迴路網絡控製係統和多迴路復雜網絡控製係統。采用的網絡涉及有綫與無綫網絡、異構網絡以及有綫與無綫混雜的網絡。後介紹網絡控製係統的仿真軟件TrueTime 1.5。《基於新型Smith預估補償的網絡控製係統》可作為高等院校控製理論與控製工程、係統工程、檢測與自動化、通信工程、信息與計算科學、運籌學與控製論、計算機應用技術等相關專業的高年級本科生和研究生的專業參考書，也可供高等院校與科研院所從事網絡控製係統研究的教師和科研人員參考。

目錄

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作者介紹

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無

文摘

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序言

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數字時代的精密脈搏：現代控製理論的創新與應用 隨著信息技術的飛速發展，我們正步入一個高度互聯、實時響應的數字時代。在這個時代，控製係統扮演著越來越關鍵的角色，它們無處不在，從精密的工業自動化到智能化的交通運輸，再到我們日常使用的各種傢用電器，都離不開其默默的支撐。然而，現實世界中的控製對象往往充滿不確定性、時滯和噪聲，這些因素使得傳統控製理論麵臨嚴峻的挑戰。如何在這種復雜環境下實現精確、穩定且高效的控製，已成為現代控製理論研究的核心課題。 本書 《數字時代的精密脈搏：現代控製理論的創新與應用》 便是基於這一時代背景，深入探討現代控製理論的最新發展及其在各領域的廣泛應用。本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的視角，理解並掌握解決復雜控製問題的新型方法和技術。我們聚焦於那些能夠應對現實世界挑戰的先進控製策略，通過理論的深度剖析和實際應用的案例分析，展現控製科學的強大生命力與無限可能。 一、 復雜控製係統的挑戰與應對 現代控製係統所麵對的挑戰是多方麵的。首先，不確定性是普遍存在的。無論是係統本身的參數漂移，還是外部環境的隨機擾動，都可能導緻被控對象的行為與預期模型産生偏差。例如，在航空航天領域，飛行器的氣動特性會隨著高度、速度和空氣密度的變化而改變；在生物醫學領域，人體的生理參數也會因個體差異和健康狀況而波動。其次，時滯是另一個普遍而棘手的問題。在許多係統中，控製指令的執行往往需要一定的時間纔能作用於被控對象，這種延遲會嚴重影響係統的穩定性和響應速度。網絡化控製係統（Networked Control Systems, NCS）的齣現，使得時滯問題更加復雜，因為通信延遲、丟包等網絡因素都會引入額外的、甚至是不確定的時滯。最後，噪聲是控製係統不可避免的乾擾。傳感器噪聲、執行器噪聲以及環境噪聲都會對係統的測量和執行造成影響，降低控製精度。 本書的第一部分，將係統地梳理這些復雜控製係統所麵臨的核心挑戰，並在此基礎上，介紹一係列先進的理論工具和方法，用於有效地應對這些挑戰。我們將深入探討諸如魯棒控製（Robust Control）等理論，它緻力於設計齣在參數不確定或外部乾擾存在的情況下仍能保持良好性能的控製器。本書將詳細闡述魯棒控製的設計原理，包括H∞控製、LMI（綫性矩陣不等式）方法等，並通過具體的算例展示其在抑製不確定性方麵的優勢。 二、 預測與補償：實現高精度控製的關鍵 在麵對時滯和不確定性等問題時，僅僅依賴於當前時刻的測量信息進行控製是遠遠不夠的。為瞭實現高精度的控製，預測被控對象未來的狀態，並在此基礎上進行補償，是至關重要的策略。本書將重點關注並深入講解一係列旨在提高係統預測和補償能力的先進控製技術。 其中，模型預測控製（Model Predictive Control, MPC）將是本書的核心探討內容之一。MPC是一種基於模型的前饋-反饋混閤控製策略，它利用被控對象的動態模型，在每個控製時刻預測未來一段時間內的係統行為，並求解一個優化問題，以確定最優的控製輸入序列。MPC能夠有效地處理約束條件、多變量耦閤以及時滯等復雜問題，並在工業界得到瞭廣泛的應用。本書將詳細解析MPC的算法原理，包括預測模型建立、優化目標函數設計、滾動優化以及末端約束等關鍵環節，並提供不同應用場景下的MPC設計實例。 此外，本書還將探討狀態估計技術在補償中的作用。當被控對象的某些狀態變量無法直接測量時，可以通過狀態估計算法（如卡爾曼濾波及其變種）來估計這些狀態。這些估計的狀態可以用於反饋控製，從而彌補直接測量的不足，提高控製精度。本書將介紹不同類型的狀態估計器，並討論它們在處理噪聲和不確定性方麵的性能。 三、 網絡化控製係統的特有挑戰與解決方案 隨著物聯網和工業4.0的興起，網絡化控製係統（Networked Control Systems, NCS）已成為現代控製工程的重要發展方嚮。NCS將傳統的集中式或分布式控製係統中的傳感器、控製器和執行器通過通信網絡連接起來，帶來瞭前所未有的靈活性和可擴展性。然而，網絡通信的引入也帶來瞭新的挑戰。通信延遲、丟包、抖動以及網絡帶寬限製等問題，都會對係統的性能産生負麵影響，甚至導緻係統不穩定。 本書將專門闢章節深入探討NCS的特有挑戰，並提齣相應的解決方案。我們將分析不同類型網絡（如工業以太網、無綫傳感器網絡）對控製係統性能的影響，並介紹基於事件觸發的控製（Event-Triggered Control）等方法，旨在減少不必要的通信，提高網絡資源利用率。同時，針對網絡延遲問題，我們將詳細闡述延遲補償技術，包括預測補償、反饋延遲補償等，並結閤實際案例分析其有效性。對於丟包問題，我們將介紹基於丟包重傳的控製策略以及魯棒的丟包補償方法。 四、 先進控製理論在關鍵領域的應用 理論的生命力在於應用。本書的另一重要特色在於，將理論研究成果與實際應用緊密結閤。我們將深入分析現代控製理論在以下幾個關鍵領域的創新應用： 工業自動化與過程控製： 詳細介紹如何利用先進的控製算法來優化煉油、化工、電力等行業的生産過程，實現節能降耗、提高産品質量和生産效率。例如，如何利用MPC控製復雜的化工反應器，以實現精確的溫度和壓力控製。 智能交通係統： 探討如何利用控製理論來提升交通係統的智能化水平，如自適應巡航控製（ACC）、車道保持輔助（LKA）以及未來自動駕駛技術中的關鍵控製問題。我們將分析如何處理車輛之間的協同與通信，以及如何應對復雜的交通環境。 機器人與自動化裝備： 闡述先進控製技術在機器人運動規劃、路徑跟蹤、力控以及人機協作等方麵的應用。例如，如何設計精確的機器人關節控製係統，以實現高精度的操作任務。 能源與環境係統： 探討如何利用控製理論來優化能源的生産、分配和利用，以及監測和控製環境汙染。例如，如何利用MPC技術來優化風力發電場的輸齣功率，以適應電網的需求。 航空航天與國防： 分析先進控製技術在飛行器姿態控製、導航製導、彈道控製以及無人係統等領域的應用，重點關注如何保證係統在極端環境下的魯棒性和可靠性。 本書的每一個應用案例都將從實際需求齣發，詳細分析所麵臨的控製問題，然後介紹相應的理論方法和設計過程，並結閤仿真或實際實驗結果，直觀地展示先進控製技術的有效性。 五、 展望與未來 數字時代的發展永不止步，控製理論的研究也必將不斷演進。本書的最後一章，將對現代控製理論的未來發展趨勢進行展望。我們將探討諸如人工智能與控製的融閤（如深度強化學習在控製中的應用）、分布式智能控製、高可靠性與安全性控製等前沿方嚮，並分析它們可能帶來的技術變革和新的應用機遇。 《數字時代的精密脈搏：現代控製理論的創新與應用》 旨在成為一本集理論深度、應用廣度和前沿視野於一體的權威著作。無論您是控製工程領域的專業研究人員、高校師生，還是希望瞭解先進控製技術如何驅動各行業發展的技術愛好者，本書都將為您提供寶貴的知識與啓發，共同探索數字時代控製科學的無限可能。通過本書的學習，讀者將能夠更深刻地理解現代控製係統的設計理念，掌握解決復雜控製問題的實用技術，並為未來的技術創新奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書名《基於新型Smith預估補償的網絡控製係統》吸引瞭我，因為我一直在關注控製理論與信息通信技術融閤的前沿進展。網絡控製係統（NCS）的興起，極大地拓展瞭傳統集中式控製係統的應用範圍，但同時也引入瞭通信延遲、丟包等一係列挑戰，這些問題嚴重影響瞭係統的閉環性能，甚至可能導緻係統不穩定。Smith預估器作為一種處理時延的經典方法，其理論基礎紮實，應用廣泛。然而，在復雜的、多變的現代網絡環境下，傳統的Smith預估器在應對高度不確定性、非綫性和時變延遲時，往往顯得力不從心。因此，我對書中提齣的“新型Smith預估補償”充滿瞭好奇。我想深入瞭解的是，這種“新型”體現在哪些方麵？是否是在模型預測、狀態估計、控製律設計等方麵進行瞭根本性的創新？例如，是否引入瞭更先進的辨識算法來實時辨識網絡特性？是否采用瞭更魯棒的控製器設計方法來抵抗模型和通信的不確定性？書中是否會提供詳實的理論推導和算法描述，並結閤仿真實驗或實際應用案例來驗證其有效性？我非常期待這本書能為我打開一扇新的大門，讓我對如何設計更先進、更 robust 的網絡控製係統有一個更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名稱——《基於新型Smith預估補償的網絡控製係統》——立刻勾起瞭我對控製理論前沿發展的興趣。在當今信息技術飛速發展的背景下，網絡控製係統（NCS）的應用日益廣泛，從工業生産綫上的機器人協同，到智能電網的遠程調度，再到自動駕駛車輛的協同決策，NCS無處不在。然而，網絡通信帶來的時延、丟包、抖動等不確定性，是NCS實現高性能控製的關鍵瓶頸。Smith預估器作為一種經典的解決時延問題的技術，其原理相對成熟。但我一直關注的是，如何將其應用於更加復雜多變的實際網絡環境，特彆是如何應對非綫性和時變的時延。因此，“新型Smith預估補償”這個概念極具吸引力。我想知道，這本書中提到的“新型”究竟是如何體現在理論創新和工程實現上的？它是否會提齣更精細化的網絡時延模型，或者引入自適應機製來動態調整預估器的參數？是否會探討如何與模糊邏輯、神經網絡等先進控製技術相結閤，以增強係統的魯棒性和適應性？我非常期待通過閱讀這本書，能夠深入理解這種新型預估補償策略的內在機理，學習到如何在實際工程項目中有效地設計和應用它，以應對現代網絡控製係統中普遍存在的挑戰，並可能為未來的研究和開發提供新的思路。

評分☆☆☆☆☆

“基於新型Smith預估補償的網絡控製係統”這個標題，讓我聯想到瞭一些在實際工程中遇到的棘手問題。我們在開發一個涉及到分布式傳感器網絡的遠程監測係統時，麵臨著通信鏈路不確定性帶來的巨大挑戰。數據包的傳輸過程受到環境乾擾，時延變化無常，有時還會發生丟包，這使得我們難以精確地估計被控對象的真實狀態，從而嚴重影響瞭控製指令的及時性和準確性。傳統的PID控製器在這種情況下效果大打摺扣，我們嘗試過一些基於模型預測控製（MPC）的策略，但模型建立和實時更新的復雜性又成瞭一個新的難題。Smith預估器理論上可以補償時延，但其對模型精度和延遲恒定性的假設，在我們的實際應用場景中並不適用。因此，這本書的標題，特彆是“新型”二字，讓我産生瞭極大的興趣。我想知道，書中提齣的新型Smith預估補償方法，是如何剋服傳統Smith預估器的局限性的？它是否能夠有效地處理非恒定、甚至隨機的網絡延遲？是否能夠結閤更先進的信號處理或機器學習技術來提高狀態估計的精度？我希望這本書能夠提供一套切實可行的方法論，幫助我理解和掌握如何設計和實現這種新型的補償策略，從而提升復雜網絡環境下的控製係統性能，解決我們在實際工程中遇到的難題。

評分☆☆☆☆☆

當我看到《基於新型Smith預估補償的網絡控製係統》這本書時，我第一時間聯想到的是自己在參與一項復雜工業自動化項目時遇到的瓶頸。當時，我們負責的是一個跨越數公裏的遠程控製係統，網絡延遲是睏擾我們最大的難題。係統中的傳感器數據傳輸到控製中心需要經過一段不穩定的無綫網絡，導緻控製指令的下發總是滯後，嚴重影響瞭係統的響應速度和精度。我們嘗試瞭多種傳統的數據濾波和預測方法，但效果都不盡如人意。Smith預估器雖然有所瞭解，但傳統的Smith預估器對於動態變化的、非綫性網絡特性的適應性不足。這本書的標題“新型Smith預估補償”讓我眼前一亮，我迫切想知道，作者是如何突破傳統Smith預估器的限製，開發齣能夠更有效地處理復雜網絡環境下的控製問題的。書中是否會深入探討如何構建更準確的網絡延遲模型？如何設計能夠實時自適應網絡變化的Smith預估器？是否會結閤實際案例，展示這種新型方法在提升NCS魯棒性、穩定性和性能方麵的具體效果？我對書中提齣的“新型”二字寄予厚望，希望它能成為解決我項目難題的關鍵鑰匙，帶來更高效、更可靠的控製方案，甚至可能啓發我們在其他類似項目中應用這些創新技術。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題《基於新型Smith預估補償的網絡控製係統》立刻吸引瞭我，因為我一直對先進的控製理論在實際應用中的潛力深感興趣。在信息爆炸的時代，網絡控製係統（NCS）的重要性不言而喻，它廣泛應用於工業自動化、航空航天、智能交通等諸多領域。然而，網絡延遲、丟包、抖動等不確定性因素，對NCS的穩定性和性能構成瞭嚴峻挑戰。傳統控製方法往往難以有效應對這些挑戰，因此，對新型的補償策略的需求顯得尤為迫切。Smith預估器作為一種經典的延遲補償技術，其在理論和實踐中都取得瞭顯著的成就。但正如書中標題所暗示的，新型的Smith預估補償方法，必定在原有基礎上進行瞭創新和改進，這讓我充滿期待。我想瞭解的是，這種“新型”究竟體現在哪些方麵？是采用瞭更先進的數學模型來刻畫網絡不確定性？還是引入瞭機器學習、自適應控製等新興技術來動態調整補償參數？書中是否會詳細闡述這種新型Smith預估器的工作原理、理論基礎，以及其在解決NCS中的具體問題時的優勢和局限性？我非常期待能夠通過這本書，深入理解這種新型補償策略的精髓，並為我在實際工程項目中遇到的網絡控製難題提供新的解決方案。