復雜非綫性係統的模糊控製 王迎春,楊珺,楊東升 9787030257611 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
• 係統工程
• 數學模型
• 優化算法
• 智能控製
• 控製工程

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030257611

商品編碼：29689293972

包裝：平裝

齣版時間：2009-10-01

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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作者介紹

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文摘

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序言

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《復雜非綫性係統的模糊控製》 概述： 本書深入探討瞭復雜非綫性係統在工程、科學和技術領域中的廣泛應用，並係統地介紹瞭模糊控製理論及其在解決這些係統控製問題中的獨特優勢和有效性。復雜非綫性係統由於其內在的非綫性特性、時變性、不確定性以及參數擾動等復雜性，傳統的綫性控製方法往往難以勝任。模糊控製作為一種基於模糊邏輯的智能控製策略，能夠很好地處理這類係統，其核心在於模擬人類的模糊推理能力，將模糊的語言描述轉化為精確的控製律。 內容詳解： 第一部分：復雜非綫性係統的建模與分析 在深入探討模糊控製之前，對復雜非綫性係統的深入理解是至關重要的。本部分將首先闡述復雜非綫性係統的定義、分類及其在實際應用中的典型代錶，例如航空航天中的飛行控製、化工過程中的反應器控製、機器人運動控製、電力係統的穩定性分析以及生物醫學信號處理等。 復雜非綫性係統的特性： 詳細分析非綫性、不確定性、時變性、耦閤性、高維性以及多模態性等關鍵特徵，並探討這些特性對係統行為和控製帶來的挑戰。例如，非綫性可能導緻係統齣現奇點、極限環、混沌等復雜現象，而參數不確定性則會影響控製器的魯棒性。 建模方法： 介紹多種用於描述復雜非綫性係統的數學模型，包括但不限於： 微分方程模型： 討論常微分方程（ODE）和偏微分方程（PDE）在描述係統動態行為中的作用，以及如何求解和分析其穩定性。 狀態空間模型： 介紹如何使用狀態變量來描述係統的內部狀態，以及李雅普諾夫穩定性理論在分析非綫性係統穩定性方麵的應用。 輸入-輸齣模型： 討論模型約簡技術，如何從高維復雜模型中提取關鍵信息，簡化分析和控製設計。 係統辨識： 介紹基於實驗數據辨識係統模型參數的方法，包括最小二乘法、最大似然法等，以及其在處理難以精確建模的係統時的重要性。 模糊模型： 引入如何利用模糊邏輯來構建係統的模型，例如 Takagi-Sugeno (T-S) 模糊模型，它能夠通過一組模糊規則來逼近復雜的非綫性函數。 穩定性與可控性分析： 詳細講解針對非綫性係統特有的穩定性判據，如李雅普諾夫穩定性、漸近穩定性、指數穩定性等，並介紹如何利用李雅普諾夫函數來證明係統的穩定性。同時，討論非綫性係統的可控性分析，以及如何判斷一個係統是否能夠被控製器驅動到期望的狀態。 第二部分：模糊控製理論基礎 本部分將係統地介紹模糊控製的核心概念和基本原理，為後續的模糊控製器設計打下堅實基礎。 模糊集閤與模糊邏輯： 模糊集閤理論： 深入講解模糊集閤的概念，包括隸屬度函數（Membership Function, MF）的定義、類型（如三角形、梯形、高斯形等）及其選擇原則。討論模糊集閤的運算，如模糊並、模糊交、模糊補等。 模糊推理： 介紹模糊推理的基本步驟，包括模糊化（Fuzzification）、模糊規則的執行（Rule Evaluation）以及去模糊化（Defuzzification）。重點講解 IF-THEN 形式的模糊規則，以及如何根據輸入變量的隸屬度激活相應的規則。 模糊規則庫： 討論如何構建一個完備且有效的模糊規則庫，以覆蓋係統的所有可能工作區域。介紹不同類型的模糊推理方法，如 Mamdani 型模糊推理和 Takagi-Sugeno (T-S) 型模糊推理，以及它們在控製設計中的優缺點。 模糊控製器結構： 詳細闡述典型的模糊控製器結構，包括： 模糊化單元： 將 Crisp 輸入轉化為模糊集閤。 模糊規則庫與推理機： 存儲模糊規則，並根據模糊化後的輸入進行推理，産生模糊輸齣。 去模糊化單元： 將模糊輸齣轉化為 Crisp 控製信號。 討論不同去模糊化方法： 例如最大隸屬度法、重心法、平均最大隸屬度法等，並分析它們對控製性能的影響。 第三部分：復雜非綫性係統的模糊控製器設計 本部分是本書的核心，將詳細介紹如何針對復雜非綫性係統設計各種先進的模糊控製器。 基於經驗的模糊控製器設計： 人工經驗提取： 介紹如何通過專傢經驗、操作手冊或專傢訪談等方式，提取係統運行的經驗知識，並將其轉化為模糊規則。 規則庫與隸屬度函數的調整： 講解如何根據係統行為和控製性能，對模糊規則和隸屬度函數進行迭代式調整和優化，以達到滿意的控製效果。 模型參考模糊控製（MRAC）： 基本原理： 介紹將模糊控製器設計成一個模型參考係統，使其輸齣能夠跟蹤一個參考模型所産生的理想軌跡。 魯棒性設計： 討論如何通過設計具有足夠魯棒性的模糊控製器，來應對係統模型的不確定性和外部擾動。 自適應模糊控製： 基本思想： 闡述如何設計能夠根據係統性能和在綫信息，實時調整模糊控製器參數（如隸屬度函數參數、規則後件等）的自適應模糊控製器。 參數自適應律： 介紹常用的自適應算法，例如梯度下降法、李雅普諾夫函數法等，用於更新模糊控製器的參數。 應用場景： 適用於參數發生變化的係統，或需要精細控製以達到高性能要求的場閤。 模糊神經網絡混閤控製： 融閤優勢： 介紹將模糊邏輯與神經網絡的自學習能力相結閤，形成模糊神經網絡（Fuzzy Neural Network, FNN）控製器。 學習機製： 闡述神經網絡的連接權值和學習算法如何用於優化模糊推理過程，從而實現更精確和更魯棒的控製。 訓練方法： 討論反嚮傳播算法、遺傳算法等在訓練模糊神經網絡中的應用。 模糊模型預測控製（FMPC）： 預測能力： 介紹如何利用模糊模型來預測係統未來的行為，並在預測範圍內進行優化控製。 優化算法： 討論常用的優化算法，如二次規劃（QP）、非綫性規劃（NLP）等，用於解決模糊模型預測控製中的優化問題。 在綫重優： 強調 MPC 的在綫重優特性，使其能夠實時響應係統狀態的變化。 魯棒模糊控製： 不確定性處理： 重點關注如何設計模糊控製器，使其能夠有效地處理係統模型的不確定性（如參數攝動、模型誤差等）和外部擾動，保持良好的控製性能。 分析方法： 介紹基於 Interval Type-2 Fuzzy Sets 的模糊控製、不確定性集閤描述等方法，用於量化和處理不確定性。 第四部分：復雜非綫性係統的模糊控製應用實例 本部分通過具體工程應用案例，生動地展示瞭模糊控製在解決實際復雜非綫性係統問題中的強大能力。 工業過程控製： 化工反應器溫度控製： 針對具有強耦閤、時變特性的化工反應器，設計模糊控製器實現精確的溫度控製，提高産品收率和質量。 鍋爐壓力控製： 在電力係統中，模糊控製用於穩定鍋爐壓力，確保發電效率和安全性。 機器人控製： 機械臂運動控製： 模糊控製器用於控製機械臂的軌跡跟蹤和姿態控製，剋服其高階非綫性特性。 移動機器人路徑規劃與避障： 結閤模糊邏輯的模糊推理能力，實現移動機器人在未知環境中的自主導航和障礙物規避。 航空航天： 飛行器姿態控製： 針對飛機、導彈等飛行器的非綫性動力學特性，設計模糊控製器實現高精度姿態穩定和機動。 衛星姿態保持： 在空間環境中，模糊控製用於精確控製衛星的姿態，滿足科學探測或通信需求。 交通係統控製： 智能交通信號控製： 利用模糊邏輯對交通流量進行預測和分析，優化交通信號配時，緩解交通擁堵。 其他應用： 電力係統穩定性控製： 模糊控製器用於增強電力係統的穩定性，應對負荷變化和故障擾動。 生物醫學信號處理： 例如，在醫療診斷中，模糊邏輯可用於分析 ECG、EEG 等信號，輔助疾病診斷。 結論與展望： 本書最後將總結復雜非綫性係統模糊控製的研究現狀，並對未來發展方嚮進行展望，包括模糊控製與其他智能控製技術的融閤、模糊控製理論的理論化和數學嚴謹性提升、以及在大規模復雜係統中的應用前景等。 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且實用的復雜非綫性係統模糊控製解決方案，無論您是從事相關領域的科研人員、工程師，還是希望學習模糊控製技術的學生，都能從中獲益。

評分☆☆☆☆☆

對於那些希望將理論應用於實際工程的讀者而言，這本書的實踐指導價值簡直是無可替代的。很多教科書在理論推導上固然嚴謹，但在“落地”環節往往顯得力不從心，留給讀者的卻是大量的“自求多福”。然而，這部作品的獨特之處在於，它非常坦誠地討論瞭模糊控製在工程實現中可能遇到的陷阱，比如計算復雜度、參數敏感性以及實時性的挑戰。作者們並非盲目推崇模糊控製的優越性，而是客觀地分析瞭它在不同場景下的適用邊界和局限性，並提供瞭相應的工程優化策略。我特彆欣賞其中關於在綫學習與自適應模糊係統的討論，這直接對接瞭當前人工智能領域對動態環境建模的需求。這使得這本書不僅是一本參考手冊，更像是一位資深顧問，在你準備將模型投入實際係統時，為你把好每一道關口，避免瞭許多不必要的試錯成本。它教會你的，是如何在理論的理想狀態與現實的復雜工況之間，找到那個最優的平衡點。

評分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格，可以說是一種高雅的學術敘事，它既保持瞭理工科論文應有的精確性，又巧妙地融入瞭一種富有洞察力的哲學思辨。我發現作者們在闡述一些前沿概念時，很少使用那種冷冰冰的、純粹的數學符號堆砌，而是穿插著對控製哲學和係統本質的思考。例如，在討論模糊集的隸屬度函數構建時，他們沒有簡單地給齣公式，而是探討瞭人類專傢知識在量化過程中的內在矛盾與調和，這種對“知識工程”的關注，使得全書的基調不再是純粹的算法實現，而上升到瞭一種智能決策科學的層麵。我甚至覺得，即便是非控製領域的工程師，隻要對係統思維有所涉獵，也能從中汲取到寶貴的思想營養。這種跨越學科邊界的滲透力，恰恰是頂尖學術著作的標誌之一。它讓你在學習具體技術的同時，也在潛移默化中提升瞭對復雜性本身的理解能力，這纔是真正的“授人以漁”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和設計著實讓人眼前一亮，那種沉穩中又不失專業性的風格，一下子就抓住瞭我的注意力。從拿到手的觸感到翻開扉頁的瞬間，我就能感受到作者們在排版和圖錶處理上的用心。封麵那種深邃的藍色調，配上簡潔有力的書名，讓人聯想到復雜係統那深不可測的內核，而作者們的名字並列其上，也暗示瞭這是一項集思廣益的成果。我特彆欣賞它在細節上的處理，比如章節標題的字體選擇，既保證瞭學術的嚴謹性，又避免瞭傳統教材的枯燥乏味。更不用說那些內嵌的示意圖，綫條流暢，邏輯清晰，即便是初次接觸這個領域的讀者，也能通過視覺引導快速捕捉到核心概念的脈絡。這種對閱讀體驗的重視，在理工科的專業書籍中是難能可貴的，它讓原本可能高高在上的理論知識，變得更容易被“親近”。閱讀的過程就像是跟隨一位經驗豐富的嚮導，在迷宮般的理論世界中，有清晰的指引和恰到好處的留白，讓人在緊張的思考之餘，還能感受到一種審美的愉悅。這種對形式美的追求，無疑提升瞭整本書的價值感，讓人更願意把它擺在書架上，而不是束之高閣。

評分☆☆☆☆☆

從結構布局上來看，這本書的編排體現瞭極高的教學智慧。它沒有急於拋齣最復雜的混閤型模糊控製器，而是循序漸進地為讀者構建知識體係。開篇對經典控製和現代控製的簡要迴顧，為那些基礎稍弱的讀者提供瞭必要的鋪墊，避免瞭直接陷入理論的深淵而迷失方嚮。緊接著，對模糊集閤論的闡述，紮實而又不冗長，為後續的核心內容打下瞭堅實的基礎。我注意到，在每一個新的高級主題引入之前，作者都會用一個清晰的小結來總結前一階段的知識點，這種“承上啓下”的處理手法，極大地降低瞭長時間閱讀帶來的認知負荷。這種有意識的節奏控製，讓讀者在麵對指數級增長的知識量時，依然能保持穩定的學習節奏和極高的專注度。它不是知識的傾瀉，而是一次精心規劃的知識旅程，確保每一個跟隨者都能穩健地抵達終點，並且滿載而歸。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度和廣度，遠遠超齣瞭我對一本關於控製理論專著的預期。我此前閱讀過不少關於現代控製和經典控製的文獻，但真正係統性地將“模糊邏輯”這種看似“軟性”的工具，與“復雜非綫性係統”這種極端“硬核”的數學對象進行深度耦閤的論述，卻鮮有如此深入的。作者們沒有停留在簡單的數學模型展示上，而是深入探討瞭模糊集理論在處理不確定性、知識錶示以及決策製定中的獨特優勢。我尤其佩服他們在案例分析部分的構建，那種由淺入深、層層遞進的邏輯推演，仿佛在我麵前搭建起瞭一座座實驗平颱。他們不僅給齣瞭算法，更重要的是，闡明瞭選擇特定模糊化函數和解模糊化方法的深層原因，這對於真正想要理解“為什麼”而非僅僅“怎麼做”的研究者來說，簡直是如獲至寶。閱讀過程中，我不得不頻繁地暫停下來，對照著自己的研究方嚮進行反思，那種醍醐灌頂的感覺，是快速瀏覽文獻所無法比擬的。它迫使你跳齣傳統的綫性思維定式，用一種更具韌性和適應性的視角去看待工程實踐中的真實挑戰。