非綫性係統的不連續控製 9787030363305 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李傳東，廖曉峰，黃廷文，郭鬆濤 著

圖書標籤:

• 非綫性係統
• 不連續控製
• 控製理論
• 自動控製
• 係統工程
• 數學模型
• 優化算法
• Lyapunov穩定性
• 滑模控製
• 混沌控製

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030363305

商品編碼：29657296058

包裝：平裝

齣版時間：2013-03-01

基本信息

書名:非綫性係統的不連續控製

定價：48.00元

售價：32.6元,便宜15.4元,摺扣67

作者:李傳東、廖曉峰、黃廷文、郭鬆濤

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2013-03-01

ISBN：9787030363305

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.241kg

編輯推薦

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內容提要

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《非綫性係統的不連續控製》旨在介紹不連續控製係統領域的研究現狀、典型模型、常用分析方法以及作者近幾年的研究成果。《非綫性係統的不連續控製》係統地闡述瞭常微分係統的周期間歇控製、時滯係統的周期間歇控製、常微分係統的脈衝控製、時滯係統的脈衝控製以及（時滯）脈衝切換控製係統的基本理論、穩定性分析和控製器設計，並通過大量的數值實例演示瞭理論結果的有效性和使用方法。
《非綫性係統的不連續控製》可作為高等院校控製理論與應用、應用數學、電子工程、計算機等相關專業高年級本科生、研究生的教材和參考書，也可供相關教師及科研人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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非綫性係統的不連續控製 概述 在現代工程領域，從航空航天到機器人技術，再到電力係統和化學過程，我們普遍麵臨著需要精確控製的非綫性係統。這些係統因其復雜的動力學特性，往往難以用簡單的綫性模型來描述和預測。更具挑戰性的是，在許多實際應用場景中，控製策略本身可能需要采用不連續的方式，例如開關式控製器（如PID控製器的積分抗飽和）、分段綫性控製器，甚至是更復雜的脈衝、滑動模態控製等。這些不連續的控製律在係統狀態達到特定閾值時會發生突變，從而在維持係統穩定、實現期望性能以及應對外部乾擾等方麵發揮著至關重要的作用。 本書深入探討瞭非綫性係統不連續控製的設計、分析與實現。我們將係統性地梳理不連續控製在處理非綫性係統時的獨特性質、潛在優勢以及可能麵臨的挑戰。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的理論框架和實踐指導，幫助理解和掌握如何有效地設計和應用不連續控製策略，以應對各種復雜的非綫性控製問題。 核心內容與章節安排 本書將圍繞以下幾個核心方麵展開，循序漸進地引導讀者深入理解非綫性係統的不連續控製： 第一部分：非綫性係統基礎與不連續控製概述 第一章：非綫性係統的基本概念與建模 介紹非綫性係統的定義、特點（如多穩定性、混沌、耦閤等）及其在工程實踐中的普遍性。 迴顧經典的非綫性係統分析方法，如相平麵分析、李雅普諾夫穩定性理論、輸入-輸齣綫性化等，為後續內容奠定基礎。 討論非綫性係統建模的常用方法，包括機理建模、辨識建模等，並強調模型不確定性對控製設計的影響。 重點介紹差分方程和微分方程描述的非綫性係統，為不連續控製的應用場景提供模型基礎。 第二章：不連續控製的基本原理與分類 界定“不連續控製”的概念，闡述其與連續控製在本質上的區彆。 係統性地介紹各種常見的不連續控製策略，包括： 開關控製： 如繼電器控製器、滯環控製器，分析其工作原理、優缺點及適用範圍。 分段綫性控製： 探討如何根據係統狀態劃分控製區域，並為不同區域設計不同的綫性控製律。 脈衝控製： 介紹基於脈衝信號的控製方式，分析其在有限能量或脈衝作用下的控製效果。 滑動模態控製（SMC）： 詳細闡述SMC的基本思想，包括設計滑動麵、定義切換函數，以及其在提高係統魯棒性方麵的優勢。 混閤控製（Hybrid Control）： 介紹結閤瞭連續動態與離散事件觸發的控製思想，為更復雜的係統提供控製框架。 討論不連續控製在應對非綫性、不確定性和外部擾動等方麵的潛在優勢。 初步分析不連續控製可能帶來的挑戰，如抖振（chattering）、穩定性分析的復雜性等。 第二部分：不連續控製器的設計與分析 第三章：開關與分段綫性控製器的設計 開關控製器設計： 利用李雅普諾夫函數法分析開關控製器的穩定性，特彆是對一階和二階係統的分析。 討論如何設計最優的開關閾值，以實現快速響應和減小能量消耗。 介紹在實際應用中如何處理由於傳感器噪聲或執行器限製引起的狀態誤判。 分段綫性控製器設計： 基於係統狀態空間的劃分策略，設計不同區域內的綫性控製律。 重點介紹如何保證在不同控製區域之間的平滑切換（或可控的不連續切換），以避免衝擊。 結閤實際案例，如在機器人關節控製中，根據速度大小采用不同的增益。 第四章：滑動模態控製（SMC）的設計與理論 滑動模態理論基礎： 深入講解滑動麵的選擇原理，如何設計滑動麵以實現期望的係統動態。 詳細闡述切換函數的設計，以及如何利用符號函數sgn(s)或飽和函數sat(s)等實現係統狀態嚮滑動麵的吸引。 分析理想SMC的穩定性，以及如何保證係統在滑動麵上運動。 抖振（Chattering）問題的分析與抑製： 詳細解釋抖振現象産生的原因，以及它對係統性能和執行器壽命的影響。 介紹常用的抖振抑製方法，如引入邊界層（boundary layer）、使用飽和函數（saturation function）代替符號函數、采用高階SMC等。 討論不同抖振抑製方法的優缺點，以及在實際應用中的權衡。 SMC在非綫性係統中的應用： 針對具有模型不確定性和外部擾動的非綫性係統，設計魯棒的SMC控製器。 介紹如何將SMC與反步法（backstepping）等先進控製技術結閤，以處理更復雜的非綫性結構。 第五章：脈衝與混閤控製器的設計 脈衝控製器設計： 分析脈衝控製在離散時間係統和連續時間係統中的作用。 探討如何設計脈衝的幅值、寬度和頻率，以達到期望的控製目標。 介紹在實現脈衝控製時需要考慮的硬件約束和信號生成問題。 混閤控製係統設計： 介紹混閤係統（Hybrid Systems）的概念，即連續動態與離散事件的組閤。 討論如何設計事件觸發機製（event-triggering mechanism），使得控製器僅在必要時進行更新或切換。 分析混閤控製係統的穩定性，特彆是如何處理連續部分與離散部分的交互影響。 第三部分：高級主題與實際應用 第六章：不連續控製的穩定性分析 李雅普諾夫穩定性理論在不連續係統中的應用： 介紹如何構造適用於不連續係統的李雅普諾夫函數，以及如何利用其進行穩定性證明。 探討Lyapunov- Krasovskii泛函和Lyapunov-Metzler泛函在時滯係統和開關係統中的應用。 其他穩定性分析工具： 介紹與不連續係統相關的其他分析工具，如 Metzler 矩陣、Q-函數方法等。 討論如何進行局部漸近穩定性、全局漸近穩定性以及有限時間穩定性的分析。 針對具有不確定性的不連續係統，介紹魯棒穩定性分析的方法。 第七章：模型不確定性與魯棒不連續控製 不確定性建模： 介紹如何對非綫性係統中存在的不確定性進行量化和建模，例如界限不確定性、參數不確定性等。 魯棒控製器設計： 基於不確定性模型，設計能夠在一定範圍內應對不確定性和外部擾動的SMC控製器。 介紹不確定性邊界法（uncertainty bounds method）和區間算子法（interval operator method）等在魯棒控製設計中的應用。 重點討論如何通過調整控製參數來提高係統的魯棒性。 第八章：不連續控製在典型工程領域的應用 航空航天： 姿態控製、軌道保持、變軌控製中的不連續控製應用。 例如，利用開關控製實現衛星的推力器開關，或利用SMC提高飛行器的抗乾擾能力。 機器人技術： 足式機器人行走控製、機械臂抓取與操作、自主導航中的不連續控製應用。 例如，利用SMC實現機器人末端執行器的精確軌跡跟蹤，或利用分段控製實現不同運動模式的切換。 電力係統： 電網穩定性控製、變頻器控製、微電網管理中的不連續控製應用。 例如，利用開關控製實現無功功率補償，或利用SMC提高逆變器的輸齣電壓魯棒性。 其他領域： 汽車控製、工業過程控製、醫療器械等領域的實例分析。 第九章：仿真與實驗實現 仿真平颱與工具： 介紹常用的仿真軟件（如MATLAB/Simulink、Python）及其在不連續控製仿真中的應用。 指導讀者如何搭建仿真模型，並對設計的控製器進行性能評估。 硬件實現考量： 討論在實際硬件平颱上實現不連續控製時需要注意的問題，如執行器的響應速度、采樣周期、ADC/DAC的精度等。 介紹常用的硬件平颱和嵌入式係統開發。 實驗案例： 通過具體的實驗案例，展示不連續控製在實際係統中的驗證過程和效果。 本書特色與價值 本書的編寫力求做到理論與實踐相結閤，不僅提供嚴謹的數學推導和分析，更注重將復雜的理論轉化為可操作的設計方法和工程經驗。本書的特色體現在： 係統性與全麵性： 覆蓋瞭非綫性係統不連續控製的各個主要方麵，從基礎概念到高級主題，為讀者提供一個完整的學習路徑。 深入的理論分析： 采用嚴謹的數學工具，深入剖析不連續控製的原理、性能和穩定性。 豐富的應用實例： 結閤多個工程領域的實際問題，展示不連續控製的強大應用能力，幫助讀者理解理論的實際意義。 解決實際挑戰： 重點關注瞭抖振抑製、魯棒性設計等實際工程中遇到的關鍵問題，並提供瞭有效的解決方案。 強調仿真與實驗： 引導讀者通過仿真和實驗來驗證和理解理論，提升工程實踐能力。 目標讀者 本書適閤於從事控製理論研究、係統工程、自動化、機器人、航空航天、電氣工程等領域的科研人員、工程師、研究生以及高年級本科生。對於希望深入理解和掌握非綫性係統不連續控製技術的讀者而言，本書將是一份不可或缺的參考資料。 結論 非綫性係統的不連續控製是實現高性能、高魯棒性控製的關鍵技術之一。隨著工程技術的不斷發展，對復雜非綫性係統的精確控製需求日益增長，不連續控製策略的重要性也愈發凸顯。本書旨在為讀者構建一個堅實的理論基礎和豐富的實踐經驗，賦能讀者應對各種挑戰，設計齣更優越的控製係統。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的閱讀體驗是充滿挑戰，但也極其充實的。它不像那些輕鬆愉快的讀物，需要你全神貫注，甚至需要反復咀嚼那些抽象的數學錶述。我花瞭相當長的時間在理解某些關鍵的證明過程上，特彆是關於係統在不同狀態空間下行為切換的描述，那部分的內容需要極強的邏輯推理能力。然而，正是這種“硬核”的特質，讓我覺得這本書的含金量非常高。它不僅僅是在介紹現有的控製方法，更像是在引導讀者思考“為什麼”這些方法有效，以及在何種邊界條件下它們會失效。我注意到作者在引用文獻時非常精準，這錶明瞭作者對該領域曆史發展和最新進展的全麵掌握。對於那些尋求突破當前技術瓶頸的研究人員來說，這本書提供的視角是非常獨特的，它迫使讀者跳齣傳統的綫性思維定式，去擁抱係統固有的復雜性和不確定性。這種深度的探索，正是學術著作的魅力所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，就像是和一位經驗極其豐富的領域泰鬥進行瞭一次長時間的、高水平的學術對話。作者的筆觸冷靜而客觀，不帶任何情緒色彩，隻是專注於展示和論證那些深刻的數學真理。我注意到，書中在探討一些前沿控製策略時，會適當地引入一些最新的研究成果，這使得這本書即使在齣版後的一段時間內，依然能保持其前瞻性。它不是一本教人“如何快速上手”的速成指南，而是一部旨在培養讀者深刻洞察力和創新能力的學術巨著。對於希望在這個特定領域進行深入研究或攻讀高級學位的學生而言，這本書幾乎可以被視為一本“必讀清單”上的重要一員。它所承載的知識深度和廣度，足以支撐起未來許多更細分領域的研究方嚮，其影響力將是長遠而深遠的。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個工作坊的推薦下開始接觸這本書的，當時我們團隊正在處理一個涉及多模態切換的設備控製問題，傳統方法效果不佳。這本書的齣現，可以說是為我們提供瞭一個全新的理論武器庫。我特彆關注瞭其中關於“不連續性”的處理章節，書中對不同類型的切換條件進行瞭細緻的分類和詳盡的數學建模，這對於我們實際工程中的參數選擇和魯棒性驗證至關重要。更難得的是，作者沒有停留在純粹的理論層麵，而是穿插瞭一些啓發性的案例分析，盡管這些案例相對抽象，但它們清晰地展示瞭理論與實踐之間的橋梁。我感覺作者對工程應用的理解是深刻的，他知道理論的嚴謹性固然重要，但最終必須服務於解決實際的工程難題。因此，這本書不僅僅是理論傢的寶典，對於頂尖的係統工程師來說，也是一本不可多得的實踐指導手冊。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當引人注目，那種深邃的藍色調配閤著精密的幾何圖形，立刻就能讓人感受到其內在的理論深度。我拿到手的時候，就被它那種嚴謹的學術氣息所吸引。雖然我不是專門研究控製理論的科班齣身，但作為一名對前沿技術領域有濃厚興趣的工程師，我希望能從這本書中汲取一些關於處理復雜係統動態的知識。我記得翻開目錄時，那些關於李雅普諾夫穩定性、滑模控製以及奇異攝動法的章節標題，就讓我對作者的學術功底有瞭初步的判斷。整體來看，這本書的排版清晰，公式推導詳盡，對於需要紮實數學基礎的讀者來說，無疑是一個極佳的工具書。它不像市麵上很多泛泛而談的科普讀物，而是直擊核心問題的本質，讓人感到踏實。我尤其欣賞它在引入新概念時所采取的循序漸進的方式，即便是對於初次接觸這些高級理論的人，也能通過細緻的講解逐步建立起完整的知識框架。這本書的價值，我想更多體現在它為深入研究打下的堅實基礎這一點上，每一個章節都像是為下一步更復雜的論證做好瞭鋪墊。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者群的學術背景給我留下瞭深刻的印象。從行文風格中可以看齣，他們對控製理論的理解是建立在堅實的數學基礎之上的，這使得全書的論述充滿瞭內生的邏輯美感。我個人尤其喜歡書中對概念的定義部分，它們往往非常精確，沒有絲毫模糊地帶，這對於建立清晰的理論框架至關重要。例如，對於一個復雜的非綫性係統，如何清晰地界定其“不連續點”以及這些點對係統行為的影響，書中給齣瞭非常權威的闡述。每一次閱讀，我都有種在攀登一座知識高峰的感覺，每徵服一個小節，都會帶來巨大的成就感。這本書的體量不小，但它的每一個字都似乎經過瞭精心的斟酌，沒有一句廢話，這對於時間寶貴的專業人士來說，是極大的優點。它需要的不是快速瀏覽，而是沉浸式的深度研讀。