正版弘復雜非綫性係統的模糊控製9787030257611王迎春,楊珺,楊東升 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王迎春，楊珺，楊東升 著

圖書標籤:

• 模糊控製
• 非綫性係統
• 復雜係統
• 控製理論
• 自動化
• 王迎春
• 楊珺
• 楊東升
• 高等教育
• 教材

店鋪： 玄岩璞圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030257611

商品編碼：29524641631

包裝：平裝

齣版時間：2009-10-01

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基本信息

書名：復雜非綫性係統的模糊控製

定價：40.00元

作者：王迎春,楊珺,楊東升

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2009-10-01

ISBN：9787030257611

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.259kg

編輯推薦

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本書從模糊控製的角度齣發，采用模糊方法進行復雜非綫性係統的分析和綜閤問題的研究。主要基於模糊模型，采用Lyapunov穩定性理論和綫性矩陣不等式(LMI)等技術，對復雜非綫性係統的模糊網絡控製、混沌同步控製和模糊*控製等控製問題進行瞭研究，給齣瞭一些新的研究成果。本書可作為高等學校自動化、電氣工程及其自動化、測控技術以及自動控製等相關專業高年級本科生、研究生教材，同時也可供相關學科和工程技術人員作為參考書使用。

內容提要

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本書係統地研究瞭復雜非綫性係統的模糊控製理論和相關的應用問題。全書共分為9章。章介紹瞭復雜非綫性係統的模糊控製的發展狀況，並分彆分析瞭網絡環境下的非綫性係統的模糊控製問題、帶有混沌行為的非綫性係統的模糊同步控製和帶有*擾動的非綫性(時滯)係統的控製問題；第2～4章詳盡地研究瞭基於模糊模型的復雜非綫性係統的網絡控製問題：第5～6章分彆研究瞭帶有混沌行為的兩個不同結構非綫性係統的同步控製問題和帶有時滯的非綫性係統的模糊同步控製問題；第7～9章研究瞭基於模糊模型的未知*非綫性係統控製問題和含有時滯*模糊係統的時滯依賴保成本控製問題。
本書可作為高等學校自動化、電氣工程及其自動化、測控技術以及自動控製等相關專業高年級本科生、研究生教材，同時也可供相關學科和工程技術人員作為參考書使用。

目錄

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序
前言
章 緒論
1.1 引言
1.2 模糊控製的發展及研究現狀
1.2.1 常見的模糊推理係統
1.2.2 模糊控製係統的分析與設計
1.3 網絡控製係統概述
1.3.1 網絡控製係統中的關鍵問題
1.3.2 網絡控製係統的研究現狀
1.3.3 關於網絡控製係統的幾點思考
1.4 混沌係統及其控製概述
1.4.1 混沌控製的研究現狀
1.4.2 基於T－S模糊模型的混沌控製
1.5 非綫性控製係統概述
1.6 預備知識
1.6.1 Ito微分公式
1.6.2 係統穩定性概念
1.6.3 Lyapunov穩定性
1.7 本書結構
參考文獻
第2章 基於T－S模糊模型的非綫絡控製係統的魯棒H∞控製
2.1 引言
2.2 係統描述
2.3 NCS魯棒H∞控製
2.4 仿真研究
2.5 小結
參考文獻
第3章 基於模糊估計器的非綫絡控製係統的魯棒控製
3.1 引言
3.2 FE－NCS描述
3.3 基於模糊估計器的魯棒控製器設計
3.4 仿真研究
3.5 小結
參考文獻
第4章 基於FHM的一類非綫性係統的網絡控製
4.1 引言
4.2 模糊雙麯正切模型
4.3 係統描述
4.4 網絡化雙麯型控製器NHC設計
4.5 小結
參考文獻
第5章 基於模糊模型的混沌係統廣義同步
5.1 引言
5.2 基於模糊模型的驅動和響應係統的問題描述
5.3 模糊同步控製器的設計
5.4 仿真研究
5.5 小結
參考文獻
第6章 基於模糊模型的時滯混沌係統同步
6.1 引言
6.2 問題描述
6.3 控製器的設計
6.4 仿真研究
6.5 小結
參考文獻
第7章 非綫性係統的模糊自適應控製
7.1 引言
7.2 問題描述
7.3 控製器設計
7.3.1 自適應控製器設計
7.3.2 模糊自適應控製器設計
7.4 仿真研究
7.5 小結
參考文獻
第8章 基於奇異係統的不確定模糊時滯係統的保成本控製
8.1 引言
8.2 問題描述
8.3 時滯依賴模糊保成本控製器設計
8.4 模糊係統可允許的大時滯值問題
8.5 仿真研究
8.6 小結
參考文獻
第9章 不確定模糊多時滯係統的時滯依賴保成本控製
9.1 引言
9.2 問題描述
9.3 時滯依賴模糊保成本控製器設計
9.4 仿真研究
9.5 小結
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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模糊控製技術在復雜非綫性係統中的應用研究 前言 隨著科技的飛速發展，我們所麵臨的許多工程係統和自然現象都呈現齣高度的復雜性和非綫性特徵。從航空航天、工業過程控製到生物醫學工程、經濟係統建模，這些係統往往難以用傳統的綫性數學模型進行精確描述和有效控製。在這種背景下，模糊控製技術應運而生，並以其獨特的優勢在處理不確定性、非綫性以及信息不完整的問題上展現齣強大的生命力。 本書旨在深入探討模糊控製技術在復雜非綫性係統中的理論基礎、設計方法以及實際應用。我們將從模糊邏輯的基本概念齣發，逐步深入到模糊推理、模糊決策以及模糊控製器設計等核心內容，並重點關注其在解決復雜非綫性係統控製難題方麵的潛力與挑戰。本書力求為相關領域的科研人員、工程技術人員以及高等院校師生提供一本係統、深入的學習和參考資料。 第一章 模糊邏輯與模糊集理論基礎 本章將為讀者建立理解模糊控製的堅實基礎。我們將首先介紹模糊邏輯的産生背景及其與經典邏輯的區彆，闡述模糊概念的提齣如何剋服瞭經典邏輯的二值化限製，能夠更有效地描述現實世界中存在的模糊性、不確定性以及人類的模糊思維方式。 1.1 經典集閤與模糊集閤 迴顧經典集閤理論中的隸屬度概念，即一個元素要麼完全屬於一個集閤，要麼完全不屬於。 引入模糊集閤（Fuzzy Set）的概念，解釋隸屬度函數（Membership Function）如何允許元素以不同程度地屬於一個集閤，即元素對集閤的隸屬程度可以用一個介於0到1之間的實數來錶示。 詳細介紹不同形狀的隸屬度函數，如三角函數、梯形函數、高斯函數等，並討論其在不同應用場景下的優缺點。 探討模糊集閤的基本運算，包括模糊並（Fuzzy Union）、模糊交（Fuzzy Intersection）和模糊補（Fuzzy Complement），以及這些運算的性質。 1.2 模糊邏輯運算 介紹模糊邏輯運算中“與”、“或”、“非”的定義，例如Zadeh的乘法算子（Product t-norm）和最大算子（Maximum t-conorm）等。 探討各種模糊邏輯代數（Fuzzy Algebra）和模糊邏輯推理規則（Fuzzy Inference Rules），為後續的模糊推理係統奠定基礎。 1.3 模糊語言變量與模糊語句 解釋語言變量（Linguistic Variable）的概念，即取值是詞語或短語的變量，如“溫度”、“速度”、“壓力”等。 介紹模糊語句（Fuzzy Statement）的構造，例如“溫度很高”、“速度較慢”等，以及它們與模糊集閤之間的對應關係。 探討如何通過量詞（Quantifier）如“非常”、“稍微”、“至少”等來修飾模糊語句，進一步增強其錶達能力。 第二章 模糊推理係統（FIS）與模糊控製器設計 在本章中，我們將深入探討模糊推理係統的構建原理及其在設計控製器方麵的應用。模糊推理係統是實現模糊控製的核心，它能夠將模糊的輸入信息通過一係列模糊規則轉換成清晰的輸齣指令。 2.1 模糊推理係統（FIS）的組成 模糊化（Fuzzification）: 詳細闡述如何將精確的輸入變量（ Crisp Input Variables）轉換為模糊集閤的隸屬度。介紹常見的模糊化方法，並討論隸屬度函數的選擇對係統性能的影響。 模糊規則庫（Fuzzy Rule Base）: 解釋模糊規則的結構，通常采用“IF-THEN”的形式，例如“IF (輸入1 is A) AND (輸入2 is B) THEN (輸齣 is C)”。討論如何根據係統特性和專傢知識構建有效的模糊規則庫。 模糊推理（Fuzzy Inference）: 介紹模糊推理過程，即如何根據輸入變量的隸屬度，結閤模糊規則庫，推導齣輸齣變量的模糊集閤。重點講解不同的模糊推理方法，如Mamdani模糊推理和Sugeno模糊推理。 去模糊化（Defuzzification）: 解釋如何將模糊推理得到的輸齣模糊集閤轉換迴精確的控製輸齣信號。介紹多種去模糊化方法，如重心法（Centroid Method）、最大隸屬度法（Maximum Method）等，並分析其特點。 2.2 Mamdani與Sugeno模糊控製器 Mamdani模糊控製器: 詳細介紹Mamdani推理機製，其特點是輸齣也為模糊集閤，通過去模糊化得到精確輸齣。分析Mamdani控製器的優點，如易於理解和設計，直觀性強。 Sugeno模糊控製器: 介紹Sugeno推理機製，其特點是輸齣為綫性函數或常數，而非模糊集閤。分析Sugeno控製器的優點，如計算效率高，易於實現自適應和學習。 兩種方法的比較與選擇: 從係統性能、計算復雜度、易用性等方麵比較Mamdani和Sugeno模糊控製器的異同，並為讀者提供在不同應用場景下選擇閤適方法的指導。 2.3 模糊控製器設計步驟與關鍵問題 係統分析與建模: 如何對需要控製的復雜非綫性係統進行初步分析，識彆關鍵輸入輸齣變量，理解係統動態特性。 模糊變量定義與隸屬度函數設計: 如何根據實際需求選擇閤適的模糊變量，並設計具有良好性能的隸屬度函數。 模糊規則的構建與優化: 如何從專傢知識、實驗數據或啓發式算法中獲取模糊規則，並對規則庫進行優化以提高控製效果。 參數調整與性能評估: 如何對模糊控製器的參數進行調整，並通過仿真或實驗來評估控製係統的性能指標，如穩定性、響應速度、魯棒性等。 處理不確定性和非綫性: 探討模糊控製器在處理係統模型不確定性、參數變化以及強非綫性特性時的優勢。 第三章 復雜非綫性係統的建模與模糊控製應用 本章將聚焦於復雜非綫性係統的特性，並深入探討模糊控製技術在這些係統中的具體應用。我們將通過典型案例分析，展示模糊控製器的設計與實現過程。 3.1 復雜非綫性係統的特點與挑戰 高階與耦閤性: 許多復雜係統包含多個相互關聯的變量，其動態行為錶現齣復雜的高階和耦閤特性，綫性模型難以捕捉。 不確定性與時變性: 係統參數可能隨著時間而變化，或者存在難以精確量化的不確定因素，如噪聲、外部乾擾等。 非綫性動力學: 係統的行為往往由非綫性方程描述，導緻係統可能存在多平衡點、分岔、混沌等復雜現象。 信息不完整與模糊性: 係統的某些運行狀態或參數可能難以直接測量，或者測量結果本身帶有模糊性。 3.2 模糊控製在典型復雜非綫性係統中的應用 工業過程控製: 化工反應器控製: 討論如何利用模糊控製來調節反應溫度、壓力、進料速率等，以優化産率、提高産品質量，並應對反應過程的強非綫性和時變性。 鍋爐/汽輪機係統控製: 分析模糊控製器在保證鍋爐穩定運行、優化能源效率以及應對負荷變化方麵的應用。 機器人與自動化設備: 探討模糊控製在機器人路徑規劃、軌跡跟蹤、力控製等方麵的應用，尤其是在處理非綫性動力學和復雜環境交互時。 航空航天係統控製: 飛行器姿態控製: 討論模糊控製器在無人機、衛星等飛行器的姿態穩定、機動飛行中的應用，以應對氣動力模型的不確定性和非綫性。 航天器軌道控製: 模糊控製在變軌機動、姿態調整等方麵的潛在應用。 生物醫學工程: 血糖水平控製: 探討模糊控製器在人工胰腺係統中的應用，通過調節胰島素注入量來模擬生理反饋，實現血糖的精確控製。 藥物輸送係統: 模糊控製在智能藥物輸送設備中的應用，根據患者生理狀態動態調整藥物釋放速率。 其他領域: 交通係統控製: 模糊控製器在交通信號優化、車輛編隊行駛等方麵的應用。 環境保護與資源管理: 模糊控製在水質監測與控製、能源消耗優化等方麵的應用。 3.3 復雜非綫性係統模糊控製器的魯棒性與穩定性分析 魯棒性: 討論模糊控製器如何通過其固有的模糊性來抵抗係統參數變化和外部乾擾，提高係統的魯棒性。 穩定性: 介紹模糊控製器穩定性的概念以及常用的分析方法，如Lyapunov穩定性理論在模糊係統中的應用，以及Lyapunov-Krasovskii泛函等。 對不確定性的處理: 深入分析模糊控製器在處理模型不確定性時的優勢，以及如何通過選擇閤適的隸屬度函數和規則庫來增強魯棒性。 第四章 高級模糊控製技術與發展趨勢 本章將介紹更高級的模糊控製技術，並展望該領域未來的發展方嚮。 4.1 模糊自適應控製 介紹模糊自適應控製的概念，即模糊控製器能夠根據係統性能的反饋，自動調整自身的參數或結構，以適應係統性能的變化。 探討基於在綫學習或模型參考的自適應模糊控製方法。 4.2 模糊神經控製 將模糊邏輯與神經網絡相結閤，利用神經網絡的學習能力來優化模糊規則和隸屬度函數，或者利用模糊邏輯的解釋性來增強神經網絡模型的理解能力。 介紹模糊神經網絡（Fuzzy Neural Networks）及其在控製領域的應用。 4.3 模糊預測控製 將預測模型與模糊控製器相結閤，利用預測信息來優化控製決策，提高控製係統的性能。 4.4 模糊群控製與分布式控製 探討如何利用多個模糊控製器協同工作，以控製大規模、分布式係統，如多機器人協同、智能電網等。 4.5 模糊控製器的優化與學習算法 介紹遺傳算法（GA）、粒子群優化（PSO）等智能優化算法在模糊控製器設計和參數優化中的應用。 探討機器學習在模糊控製係統中的應用，以實現更高級的學習和自適應能力。 4.6 展望 總結模糊控製技術在復雜非綫性係統控製中的優勢與局限性。 展望模糊控製技術未來的發展方嚮，如與深度學習、強化學習的融閤，在智能製造、智慧城市等領域的更廣泛應用。 討論如何進一步提升模糊控製器的理論嚴謹性、魯棒性和穩定性分析方法。 結論 本書係統地介紹瞭模糊控製技術的基本原理、設計方法以及在復雜非綫性係統中的應用。通過對模糊邏輯、模糊推理係統、模糊控製器設計以及典型應用案例的深入剖析，本書力圖為讀者構建一個全麵而深入的理解框架。模糊控製以其處理不確定性和非綫性問題的獨特優勢，在當今科學技術發展的浪潮中扮演著越來越重要的角色。隨著相關理論和技術的不斷發展，模糊控製必將在更多復雜係統中發揮其巨大的潛力，為實現更高級的智能控製提供強有力的支持。 參考文獻 （此處省略詳細的參考文獻列錶，實際書籍中會包含具體的文獻引用。）

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計雖然樸實，但其內容的深度和廣度絕對是超乎預期的。我注意到，作者在處理非綫性係統穩定性分析時，並沒有完全依賴傳統的經典方法，而是充分利用瞭模糊邏輯在處理人類專傢經驗方麵的獨特優勢，構建瞭一個更具柔性的決策機製。這種將定性知識融入定量分析的思路，是這本書的核心亮點之一。此外，書中對特定復雜工業過程（比如化工反應堆或電力係統中的某些環節）的案例分析，雖然篇幅不長，但其針對性極強，直接點明瞭模糊控製相比於其他控製方法（如滑模控製或預測控製）在特定不確定性下的優勢所在。整本書的結構非常清晰，邏輯遞進自然，從基礎的模糊集閤論，到核心的模糊控製器的設計，再到高級的在綫優化和穩定性驗證，構成瞭一個完整的知識體係。閱讀完畢後，我感覺自己對“復雜係統”的理解不再是停留在“難以建模”的模糊概念上，而是有瞭一套可以量化、可以設計的具體工具集來應對這些挑戰。這是一本需要反復研讀，並在實踐中對照參考的權威之作。

評分☆☆☆☆☆

這本厚重的專業書籍，初次捧在手裏時，就被它紮實的裝幀和密密麻麻的公式符號所震撼。我之前在學習相關領域的基礎知識時，總感覺理論與實際應用之間隔著一層紗，尤其是在處理那些參數不確定、動態特性難以精確建模的復雜係統時，常規的經典控製理論顯得力不從心。這本書的齣現，就像是為我打開瞭一扇通往更深層次理解的窗戶。它不僅僅是對模糊控製理論的羅列，更重要的是，它深入探討瞭如何將這些理論工具，特彆是針對“弘復雜非綫性”這類實際工程中常見的棘手問題，進行有效的轉化和應用。我尤其欣賞作者在引入新的概念時，總是能追溯到其背後的數學邏輯和物理意義，避免瞭那種空洞的說教。閱讀的過程中，我不得不經常停下來，對照著自己以往的知識體係去消化吸收，那種感覺就像是攀登一座陡峭的山峰，每一步都充滿瞭挑戰，但每當成功理解一個復雜模型或一個關鍵定理時，成就感又是無與倫比的。這本書的深度和廣度，無疑使其成為該領域研究人員和高年級學生必備的工具書，它要求讀者投入大量的時間和精力，但迴報是實實在在的理論功底和解決實際問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我並非這個領域的科班齣身，最初是齣於興趣想涉獵一下非綫性控製的前沿技術。坦白講，一開始看這本書，我感到非常吃力，那些關於拓撲結構、李雅普諾夫函數以及模糊化/非模糊化的細節讓我一度想放棄。但奇怪的是，當我耐著性子，跳過一些過於深奧的純數學證明，重點關注那些帶有實際應用背景的實例和算法流程時，這本書的魅力纔逐漸顯現齣來。它並非一本適閤零基礎入門的“科普讀物”，但對於那些具備一定自動控製基礎，渴望嚮高級控製領域邁進的人來說，它簡直是一座寶庫。書中對如何處理係統中的摩擦力、飽和效應等常見非綫性擾動的模糊控製策略描述得極為細緻，讓我明白瞭為什麼在某些場景下，即便是次優的模糊模型，也能提供比精確模型下的PID控製器更穩定的錶現。這本書的價值在於，它將抽象的數學概念具象化為瞭可以操作的控製策略，極大地拓寬瞭我對“控製”這個概念的理解邊界。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我是在一個項目攻關的瓶頸期接觸到這本書的，當時我們團隊麵臨的係統動態特性異常詭異，綫性化模型完全失效，嘗試瞭多種先進控製方法都收效甚微。帶著一絲希望和懷疑，我翻開瞭這本專著。最讓我眼前一亮的是其對“復雜性”的界定和分解，它並沒有將復雜係統視為一個不可分割的整體來硬碰硬，而是巧妙地利用模糊集和模糊邏輯的“半定性”優勢，為那些難以量化的不確定性提供瞭閤理的數學描述框架。書中對各種隸屬度函數的選擇、模糊推理機製的構建以及如何將模糊規則轉化為可執行的控製律進行瞭詳盡的剖析，配以豐富的圖錶和案例分析，極大地降低瞭理解的難度。我記得有幾個章節，作者用瞭大量的篇幅來討論不同設計參數對係統穩定性和魯棒性的敏感度分析，這對於我們進行實際參數整定時至關重要。這本書的價值，不在於它提供瞭幾個“銀彈”公式，而在於它教會瞭讀者一種全新的、更貼近現實世界復雜性的思維模式去設計控製器。對於工程實踐者而言，這種思維模式的轉變，其價值遠超書本本身的定價。

評分☆☆☆☆☆

我是一個偏嚮理論推導的研究生，平時閱讀文獻比較多，但很少有哪本書能像這本書一樣，在嚴謹的數理邏輯和實用的工程指導之間找到如此精妙的平衡點。這本書的行文風格是那種典型的老派學術著作風格——紮實、內斂，絕不嘩眾取寵。每一章的邏輯推進都如同精密的齒輪咬閤，環環相扣，前置的理論支撐著後繼的復雜算法。特彆是關於自適應模糊控製和神經網絡混閤控製的那幾部分，作者展示瞭對最新研究動態的深刻把握，同時又沒有被最新的“熱點”衝昏頭腦，始終聚焦於如何提升控製器的本質性能——魯棒性和收斂速度。我個人最欣賞的是，作者在給齣主要定理的證明後，往往會緊接著討論其在特定約束條件下的適用邊界，這種審慎的態度，體現瞭作者深厚的學術修養和對科學嚴謹性的堅守。閱讀這本書，就像是跟隨一位經驗豐富的導師在進行一對一的深度輔導，他不僅告訴你“是什麼”，更重要的是告訴你“為什麼是這樣”，以及“在什麼情況下”應該這麼做。