非线性系统的不连续控制 9787030363305 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

李传东，廖晓峰，黄廷文，郭松涛 著

图书标签:

• 非线性系统
• 不连续控制
• 控制理论
• 自动控制
• 系统工程
• 数学模型
• 优化算法
• Lyapunov稳定性
• 滑模控制
• 混沌控制

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030363305

商品编码：29657120393

包装：平装

出版时间：2013-03-01

基本信息

书名:非线性系统的不连续控制

：48.00元

售价：32.6元,便宜15.4元,折扣67

作者:李传东、廖晓峰、黄廷文、郭松涛

出版社：科学出版社

出版日期：2013-03-01

ISBN：9787030363305

字数：222000

页码：176

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.241kg

编辑推荐

内容提要

《非线性系统的不连续控制》旨在介绍不连续控制系统领域的研究现状、典型模型、常用分析方法以及作者近几年的研究成果。《非线性系统的不连续控制》系统地阐述了常微分系统的周期间歇控制、时滞系统的周期间歇控制、常微分系统的脉冲控制、时滞系统的脉冲控制以及（时滞）脉冲切换控制系统的基本理论、稳定性分析和控制器设计，并通过大量的数值实例演示了理论结果的有效性和使用方法。
《非线性系统的不连续控制》可作为高等院校控制理论与应用、应用数学、电子工程、计算机等相关专业高年级本科生、研究生的教材和参考书，也可供相关教师及科研人员参考。

目录

作者介绍

文摘

序言

《非线性系统的不连续控制》：穿越复杂系统的精密导航 在现代工程、科学研究以及自然界中，我们无时无刻不被各种各样非线性系统所包围。从航空航天的精密飞行控制，到生物医学中的细胞动态调控，再到经济金融的宏观波动预测，非线性现象以其固有的复杂性、多模态行为以及难以预测的特性，为精确控制和有效干预带来了巨大的挑战。而传统线性控制理论在处理这类系统时往往显得力不从心，其线性化的假设在系统的显著非线性区域常常失效。因此，发展一套能够有效应对和驾驭非线性系统复杂性的控制策略，已成为当前研究的热点和迫切需求。 《非线性系统的不连续控制》正是为了回应这一时代的需求而精心编撰。本书深入探讨了适用于非线性系统的一类强大而有效的控制方法——不连续控制。不连续控制，顾名思义，是指控制律在某些时刻会发生跳跃式的变化，这种“切换”特性使其能够有效克服非线性系统带来的诸多难题，实现传统连续控制难以企及的性能。本书旨在为读者提供一套系统、深入且极具实践价值的理论框架和技术工具，以期能够精确地驾驭那些看似“野性难驯”的非线性系统。 不连续控制的核心魅力与理论基石 不连续控制方法的核心在于其能够通过策略性的“切换”来实现对系统行为的精妙调控。与平滑过渡的连续控制不同，不连续控制在系统状态穿越特定边界时，会瞬间改变控制器的输出。这种“硬切换”机制赋予了不连续控制强大的灵活性和适应性，使其能够： 有效处理系统的不确定性与扰动： 在面对模型不精确、外部干扰等不确定因素时，不连续控制器可以通过快速响应和“跳跃式”调整，将系统拉回到期望的轨道，展现出鲁棒性强的特点。 实现超调抑制和快速响应： 通过精心设计的切换逻辑，不连续控制可以避免传统控制器在快速响应时可能出现的过大超调，从而实现更快的收敛速度和更高的精度。 克服系统本身的非线性瓶颈： 许多非线性系统在特定状态下会表现出奇异行为或饱和特性，不连续控制可以巧妙地绕过这些瓶颈，实现全状态空间的稳定控制。 本书的理论基石主要建立在以下几个关键概念之上： 李雅普诺夫稳定性理论（Lyapunov Stability Theory）： 作为系统稳定性的基石，李雅普诺夫理论为分析和设计不连续控制系统提供了坚实的理论基础。通过构造合适的李雅普诺夫函数，可以证明不连续控制策略能够保证系统的稳定性。 滑模控制（Sliding Mode Control, SMC）： 滑模控制是本书重点介绍的不连续控制技术之一。其核心思想是设计一个“滑模面”，使得系统的状态一旦进入该面，就会沿着滑模面滑动并最终收敛。一旦系统被驱动到滑模面上，其动态行为将由滑模面的方程决定，从而有效地消除了不确定性对系统动态的影响。本书将深入探讨滑模面的设计原则、滑模变量的选择以及如何实现趋近律，使得系统状态能够被有效吸引到滑模面上。 混合控制（Hybrid Control）与切换系统（Switched Systems）： 不连续控制本质上也是一种混合控制形式，它涉及不同控制模式之间的切换。本书将探讨切换系统的理论，包括在不同子系统（或控制模式）之间切换的条件、稳定性分析以及如何设计切换律以实现全局稳定性。 核心内容深度解析 《非线性系统的不连续控制》围绕不连续控制理论和方法，进行了详尽而深入的阐述，主要涵盖以下几个方面： 第一部分：理论基础与核心概念 1. 非线性系统的建模与分析： 首先，本书将对非线性系统的数学模型进行系统性的回顾，包括常微分方程（ODE）描述、状态空间表示、以及一些典型的非线性现象（如饱和、死区、迟滞等）的数学表达。在此基础上，将介绍分析非线性系统稳定性的基本方法，为后续的不连续控制设计奠定基础。 2. 不连续控制的初步认识： 本部分将引入不连续控制的基本概念，阐述其与连续控制的区别和优势。通过一些简单的例子，直观地展示不连续控制的工作原理和潜在效果。 3. 李雅普诺夫稳定性理论在非线性系统中的应用： 详细介绍李雅普诺夫直接法和间接法，并深入探讨如何利用这些理论来分析由不连续控制器驱动的非线性系统的稳定性。 第二部分：滑模控制理论与设计 1. 滑模控制的基本原理： 深入剖析滑模控制的核心思想，即“滑模面”的构造以及“趋近律”的设计。重点讲解如何选择滑模变量，使其能够有效地反映系统的控制目标。 2. 滑模面的设计策略： 介绍不同类型的滑模面设计方法，包括线性滑模面、高阶滑模面以及非线性滑模面，并分析它们各自的优缺点。 3. 趋近律的设计与抖振抑制： 探讨如何设计能够将系统状态快速、有效地驱赶到滑模面的趋近律。同时，本书还将重点关注滑模控制中存在的“抖振”（chattering）现象，并介绍多种有效的抑制方法，如边界层法、高阶滑模控制、以及基于模糊和神经网络的抖振抑制技术。 4. 滑模控制器的实现： 讨论如何在实际系统中实现滑模控制器，包括离散化问题、计算复杂度以及硬件实现方面的考虑。 第三部分：其他不连续控制技术与混合控制 1. 切换控制（Switching Control）： 除了经典的滑模控制，本书还将介绍其他类型的不连续控制方法，如基于模态切换的控制、逻辑控制以及模糊逻辑控制在不连续控制中的应用。 2. 混合动力系统（Hybrid Dynamical Systems）： 探讨具有离散事件和连续动态的混合动力系统的建模与控制问题。这将有助于理解更复杂的非线性系统，其行为会受到逻辑条件和连续变量的双重影响。 3. 切换系统的稳定性分析： 针对由多个连续动态子系统通过某种切换律组合而成的切换系统，本书将介绍其稳定性分析的最新进展，包括平均持续性（Average Dwell Time）、Lyapunov函数法以及多Lyapunov函数法等。 第四部分：实际应用与案例分析 1. 机器人与运动控制： 探讨如何将不连续控制技术应用于机器人关节的精确控制、路径跟踪以及多机器人协作等领域。 2. 航空航天与飞行控制： 演示不连续控制在提高飞机、导弹等飞行器的稳定性和机动性方面的优势，尤其是在处理非线性气动特性和飞行环境变化时。 3. 电力系统与能源管理： 分析不连续控制在应对电力系统中的非线性负荷、频率稳定以及新能源并网等问题中的应用。 4. 生物医学工程： 探索不连续控制在精密药物输送、生理信号调控以及生物反馈系统等方面的潜力。 本书的特色与价值 系统性与深入性： 本书在系统性地介绍不连续控制理论的同时，对各个关键技术进行了深入的剖析，力求让读者在理解原理的基础上，掌握实际的设计和应用技巧。 理论与实践并重： 除了扎实的理论推导，本书还提供了丰富的工程实例和仿真分析，帮助读者将理论知识转化为实际的工程解决方案。 前沿性： 书中涵盖了不连续控制领域的最新研究成果和技术动态，为从事相关领域研究的学者和工程师提供了宝贵的参考。 易读性： 尽管涉及复杂的数学理论，本书在叙述上力求清晰易懂，并辅以大量图示和公式推导，帮助不同背景的读者逐步掌握。 《非线性系统的不连续控制》是一本面向研究生、博士后、高校教师、科研人员以及相关工程技术人员的专业学术著作。它不仅是一本理论指南，更是一把解锁复杂非线性系统控制难题的钥匙，为读者在相关领域的研究和工程实践中提供强有力的支持。通过学习本书，您将能够深入理解非线性系统的复杂动态，掌握设计高效、鲁棒的不连续控制器的精妙方法，从而在日新月异的技术挑战中，实现对复杂系统的精确导航与卓越控制。

评分☆☆☆☆☆

与其说这是一本教材，不如说它是一部关于如何系统化思考复杂物理现象的专著。这本书最让我震撼的，是它在处理多智能体协同控制中的“共识问题”时，所展现出的细腻和深度。作者没有简单地套用已有的分布式控制算法，而是针对具有内部不确定性和外部通信延迟的不连续系统，提出了定制化的状态估计和信息交换策略。这部分内容，我相信对未来自动驾驶编队和无人机集群控制领域的研究者具有极高的参考价值。文字风格上，作者的语言是精确的、严谨的，每一个术语的使用都经过了深思熟虑，没有丝毫的含糊不清，这在翻译过来的专业书籍中尤其难得。当然，这本书的阅读体验并不是轻松愉快的，它需要读者投入大量的时间和精力去消化那些看似繁复的数学结构，但正是这种“硬核”的打磨过程，才最终铸就了扎实的能力。它不是一本读完就能即刻使用的速成手册，而是一部需要你反复研读、时常回顾的工具箱，每次重读，都会有新的感悟和发现，这才是真正有价值的学术著作的标志。

评分☆☆☆☆☆

我花了好几个周末才勉强啃完这本书的前三章，坦率地说，这本书的门槛确实不低，它要求的数学基础非常扎实，任何想在不连续控制领域有所建树的人，都必须准备好面对密集的张量分析和泛函基础知识。不过，一旦你适应了它的节奏，你会发现它带来的思维冲击是无与伦比的。我特别喜欢作者在引言部分对于“工程现实性”的强调，他没有沉溺于纯粹的数学美感，而是始终将理论的根基锚定在如何解决实际系统中的不确定性和外部扰动上。书中对滞后现象、死区特性等非线性环节的处理方法，简直是教科书级别的范例。我尤其对那部分关于Lyapunov稳定性分析在不连续系统中的应用印象深刻，它提供了一种非常系统化的工具来证明控制器的有效性，这比单纯的仿真验证要可靠得多。阅读过程中，我习惯性地在旁边备着一张大白纸，随时标记出那些需要后续查阅的经典文献，因为作者的参考文献列表本身就是一个高度浓缩的专业领域发展史。这本书更像是一份邀请函，邀请你进入一个更深、更复杂的控制世界，它不保证你会一帆风顺，但它承诺你所学到的知识将是你未来研究或工程实践中宝贵的财富，是那种能让你在面对前沿问题时，心中有数的底气。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我当初买这本书是冲着“不连续控制”这个时髦的标签去的，以为能找到一些最新的、酷炫的算法介绍，结果发现它更像是一部厚重的“内功心法”。它花费了大量篇幅来构建处理不连续性的数学框架，比如微分包含（Differential Inclusion）的概念，对于初次接触这些抽象工具的读者来说，确实是个不小的挑战。不过，从另一个角度看，正是这种对基础的深耕，使得这本书经久不衰。我发现，书中很多早期关于多面体系统和切换系统的分析方法，至今仍是许多最新研究的理论基石。作者在案例分析的选择上也十分独到，他没有选择那些过于简单的、已经被线性方法解决得很好的例子，而是聚焦于那些真正体现非线性特性，例如摩擦、饱和执行器等问题的建模与控制。这种对核心难点的聚焦，让阅读体验从“了解知识点”升华为“掌握解决问题的能力”。如果你只是想快速学会几个SMC的公式套用，可能这本书会让你感到冗长和晦涩，但如果你追求的是对这类系统内在动力学的深刻理解，那么这本书的价值将是难以估量的，它塑造的不是操作者，而是设计者。

评分☆☆☆☆☆

这本《非线性系统的不连续控制》的封面设计确实挺有意思的，那种深邃的蓝色背景，配上一些复杂的数学符号，一下子就把人拉进了一个充满挑战与深度的学术世界。我拿到书的时候，首先被它厚实的装帧和纸张质量吸引了，看得出来出版社在实体书的制作上是下了一番功夫的。内容上，我个人最欣赏的是它对经典控制理论与现代控制理论的结合梳理，尤其是在处理那些传统线性方法束手无策的系统时，作者那种抽丝剥茧的分析思路非常清晰。比如，在讨论滑模控制（SMC）的部分，它没有停留在表层的原理介绍，而是深入到了如何克服抖振现象、如何设计更平滑的切换函数，这些对于一线工程师来说，简直是实战宝典。虽然书中的一些定理推导过程非常严谨，需要反复揣摩，但一旦理解了背后的逻辑，你会发现作者构建了一个极其坚实的理论框架。它不像有些教科书那样堆砌公式，而是每一步推导都服务于最终的控制目标。对于正在进行复杂机械、航空航天或电力电子领域研究的学生来说，这本书提供的视角是革命性的，它教会你如何用一种更具适应性和鲁棒性的方式去看待和设计控制器。我感觉作者是那种对自己的研究领域怀有极高热忱的学者，这份热情透过文字传递了出来，让人读起来既感到压力，又充满动力去攻克那些难题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和注释系统做得相当人性化，尤其是在涉及到一些复杂的几何拓扑概念时，作者会在页脚用小字进行补充解释，这极大地缓解了阅读过程中可能出现的思维卡顿。我个人对其中关于模糊逻辑与智能控制融合的探讨部分非常感兴趣，作者巧妙地将硬性的开关逻辑与软性的学习机制结合起来，提供了一种非常优雅的过渡方案，避免了传统切换系统那种生硬的边界划分。这种跨领域的融合思维，体现了作者深厚的学术功底和开阔的视野。我特别赞赏的是，作者在论证某些控制器的收敛性时，除了传统的代数证明，还引入了相空间分析的可视化描述，这对于非纯数学背景的工程师来说，是理解系统长期行为的关键。虽然全书的篇幅不小，但整体的逻辑流非常顺畅，从基础的欠驱动系统分析，到复杂的反馈线性化应用，每一步的衔接都考虑到了读者的认知负荷。读完之后，我感觉自己对“控制”这个词有了更丰富的理解，它不再仅仅是PID或LQR，而是对系统本质的一种深刻把握和驾驭。