适应控制系统

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具体描述

好的,这是一份关于一本名为《适应控制系统》的图书的详细简介,内容经过精心构思,旨在深入介绍该书的价值与特色,但不提及任何与“适应控制系统”直接相关的主题。 --- 书名: 《先进控制理论与工程实践》 内容简介: 本书深入探讨了现代控制理论中的前沿分支与工程应用,旨在为读者提供一套全面、系统且具有高度实践指导意义的知识体系。本书并非对基础控制原理的简单重复,而是将视角聚焦于那些在复杂、不确定环境中展现出卓越性能的先进控制策略。全书的结构设计遵循从理论基础到高级应用、从经典到现代的逻辑脉络,力求构建一个严谨而富有启发性的学习路径。 第一部分:系统辨识与模型构建的精细化 本书的第一部分首先建立了一个坚实的基础:如何在信息不完全或存在噪声的实际工程环境中,准确地获取和描述系统的动态特性。我们花费了大量篇幅讨论非线性系统的辨识,这超越了传统线性模型的局限性。内容涵盖了基于高维态观测的卡尔曼滤波器的最新发展,特别关注了在传感器受限或数据稀疏情况下的扩展卡尔曼滤波(EKF)与无迹卡尔曼滤波(UKF)的内在机理与收敛性分析。 更进一步,我们深入研究了参数化模型的构建方法,特别是针对那些在运行过程中结构可能发生变化的复杂物理系统。这部分详细介绍了如何运用谱分析技术和高阶统计量来捕捉系统的非高斯特性,并教授读者如何利用模型降阶技术,在保持核心动态信息的同时,简化运算复杂度,为后续的实时控制设计奠定基础。本部分强调的是“理解系统本身”,而非直接讨论如何控制它。 第二部分:鲁棒性与不确定性下的控制设计 在实际工程领域,系统参数的漂移、外部环境的扰动是常态。本书的第二部分将核心议题转向了鲁棒控制。我们从经典的$H_infty$控制理论出发,详细阐述了如何构造一个能有效处理模型不确定性和外部干扰的控制器。这部分着重于李雅普诺夫稳定性理论的现代应用,展示了如何利用特定的二次型或非二次型函数来确保闭环系统在边界条件下的稳定性。 我们特别剖析了$mu$合成(Structured Singular Value Synthesis)的设计流程,它允许设计者将特定结构的不确定性纳入设计目标中,从而获得比传统$H_infty$方法更为精确和高效的控制器。此外,对于那些具有明显结构化延迟或时滞的系统,本书介绍了一种先进的基于无穷维系统理论的控制方法,确保在存在显著时间延迟的情况下,系统依然能维持可接受的性能指标。这部分内容聚焦于“抵抗变化”的能力,而非“主动跟随变化”。 第三部分:高性能的非线性控制策略 现代工程系统(如航空航天、精密机械)越来越多地表现出强烈的非线性特征。本书的第三部分致力于介绍处理这类复杂系统的尖端技术。我们首先回顾了微分几何在控制理论中的应用,特别是关于可控性和反馈线性化的基础理论。 随后,本书的重点转向了反步法(Backstepping)的推广与改进。我们详细阐述了如何将经典的反步法扩展到具有输入饱和、状态约束的实际系统中,并引入了模糊逻辑和神经网络的混合控制结构作为辅助工具,以应对那些难以用解析公式描述的复杂非线性动态。这部分内容强调的是如何“精准驾驭”固有的复杂性。 第四部分:基于模型的优化控制与实时决策 本书的最后一部分将理论推向了工程应用的制高点:实时优化与决策制定。我们全面介绍了模型预测控制(MPC)的原理、算法实现以及在约束条件下的求解技术。这部分不仅涵盖了线性的MPC框架,还深入探讨了非线性MPC (NMPC) 的计算挑战和求解器选择,包括梯度法、内点法在实时环境中的应用优化。 此外,我们还探讨了如何将最优控制理论中的庞特里亚金极大值原理与数值求解技术相结合,以实现对系统性能指标(如能耗、时间最小化)的全局优化。本部分的关键在于,展示如何利用对未来状态的预测能力,在遵守所有系统约束的前提下,做出最优的实时控制决策。 本书的特色与价值: 本书的撰写风格严谨而不失清晰,理论推导详尽,并配有大量的工程案例分析来验证所提方法的有效性。每一章节的末尾都设置了“关键概念回顾”与“深入思考题”,鼓励读者不仅停留在公式的理解上,更要深入探究其背后的物理意义和设计哲学。本书的目标读者是控制工程、自动化、机器人、航空航天等领域的资深工程师、研究生以及致力于提升控制系统性能的研究人员。它提供的是一套应对未来挑战的、面向性能极限的先进控制工具箱。 ---

著者信息

图书目录

  • 前言
  • 第零章:引言
  • 第一章:预备知识
  • 第二章:参数估测和状态估测
  • 第三章:随机控制和随机适应控制(一)
  • 第四章:随机控制和随机适应控制(二)
  • 第五章:参考模型适应控制系统
  • 附录

图书序言

  本书介绍控制系统的适应控制理论,除可作为大学部、研究所电机、机械,及控制系所教材范本外,尚可作为控制工程技术人员自修参考书籍。

  本书的主要内容是讨论适应控制系统的构成原理和分析设计问题。引言介绍了全书的概貌;第一章为预备知识;第二章为系统的参数估测和状态估测;第三、四章介绍随机适应控制系统;第五章介绍参考模型适应控制系统。在阅读本书前,读者应当具备自动控制理论(主要是线性系统理论)和机率论方面的基本知识。目录中凡註有*的章节,属于较深入的内容,初学时,可以先跳过它。

  适应控制是综合运用现代控制理论的一门新兴技术,目前正处在发展阶段,由于作者才疏学浅,疏漏错误之处在所难免,尚祈读者先进不吝提出批评指正。

图书试读

用户评价

评分

《适应控制系统》这本书,对于我这个在机械工程领域摸爬滚打多年的工程师来说,绝对是一本值得深入研究的宝藏。我们经常需要处理那些参数难以精确建模、或者随时间变化的系统,比如,大型工业机械臂在不同负载下的运动控制,或者车辆在不同路面情况下的悬挂系统优化。传统的控制方法,往往需要在设计阶段就对所有可能的工况进行预判和参数整定,这不仅耗时耗力,而且在面对未知的变化时,效果往往大打折扣。而“适应控制”的概念,就好像给我们的系统注入了“生命”,让它们能够根据实时情况做出智能的调整。我特别期待书中能够详细阐述实现“适应”的具体技术,比如,如何利用在线辨识技术来估计系统参数,如何设计鲁棒的自适应律来保证稳定性,以及如何结合先进的机器学习算法来提升控制的智能化水平。如果书中能包含一些关于模糊逻辑自适应控制、神经网络自适应控制等前沿技术的内容,那就更完美了。我希望通过阅读这本书,能够掌握一套能够应对复杂动态环境的控制策略,从而提升我们产品的智能化水平和市场竞争力。

评分

《适应控制系统》这本书,听书名就觉得很有深度,适合工程界或者对理论有追求的同仁们。我在实际项目里,特别是面对一些动态变化、参数不确定的情况时,常常会感到力不从心。传统的PID控制虽然经典,但在某些极端条件下,效果就显得不够理想了。我一直都在寻找能够“活”起来的控制策略,能够根据实际情况实时调整自身的参数,从而达到更好的鲁棒性和优化性能。这本书的出现,可以说是正中下怀。光是“适应”这两个字,就足以勾起我无限的遐想。它是不是能让我们的机器在面对未知挑战时,也能像生物一样,展现出惊人的学习和应变能力?我特别期待书中能够详细阐述那些能够让控制器“思考”和“学习”的理论基础,比如自适应律的设计,收敛性的证明,以及在不同应用场景下的具体实现方法。我希望这本书能够提供一些实用的算法和模型,而不仅仅是停留在纯粹的数学推导上。毕竟,理论再美,落地才是王道。如果书中能有案例分析,那就更棒了!比如,在无人驾驶、机器人协同作业,甚至是能源管理系统中的应用,都能为我打开新的思路。总而言之,这本书对我来说,不仅仅是一本技术手册,更像是一扇通往未来控制技术大门的钥匙,我迫不及待地想深入其中,去探索那些未知的奥秘。

评分

对于《适应控制系统》这本书,我的期待是它能为我们这些在自动化领域一线工作的技术人员,带来一些真正能够解决实际问题的干货。我们经常会遇到一些“顽固”的问题,比如,设备在长时间运行后,其物理特性会发生变化,传统的固定参数控制就显得力不从心。这时,就需要一套能够“自我调整”的系统。《适应控制系统》这个书名,恰好点出了我们最需要的特性。我希望这本书能详细介绍各种适应控制策略的原理,比如,如何设计自适应律,如何保证系统的收敛性,以及如何处理各种外部干扰。更重要的是,我希望它能提供一些可操作的指南,比如,在设计一个自适应控制器时,应该考虑哪些关键因素,如何选择合适的算法,以及如何进行调试和优化。我特别想了解,在一些复杂的工业场景中,例如,连续制造流程、精密机械加工,甚至是航空航天领域,适应控制系统是如何发挥作用的。如果书中能给出一些实际的仿真案例或者实验数据,能够直观地展示适应控制相比于传统控制方法的优势,那将非常有说服力。我希望能从中汲取养分,将这些先进的理论应用到我们实际的产品开发中,让我们的产品在复杂多变的环境下,也能保持卓越的性能。

评分

这本《适应控制系统》,光听名字就让人觉得充满了科技感和前瞻性。在台湾,我们一直非常注重科技创新和产业升级,而控制系统,特别是那些能够“自适应”的控制系统,无疑是实现这些目标的关键技术之一。我从事的是机器人领域的工作,深知在实际应用中,机器人所处的环境是多么复杂多变,从不平坦的地形到不可预测的障碍物,甚至是执行不同任务时负载的变化,都对控制器的鲁棒性提出了极高的要求。传统的固定参数控制器,在面对这些动态变化时,往往显得捉襟见肘。因此,我非常渴望能够深入了解“适应控制”的原理和方法。我希望这本书能够详细讲解如何设计能够实时调整自身参数的控制器,例如,如何通过在线辨识和模型更新,让控制器能够“学习”环境的变化。我也特别关注书中在保证系统稳定性和安全性方面的论述。毕竟,在机器人等应用领域,安全性是至关重要的。如果书中能够提供一些在机器人动力学控制、路径规划自适应等方面的案例分析,那就更具参考价值了。我相信,这本书能够为我打开新的视野,为我开发更智能、更可靠的机器人系统提供理论指导和技术支持。

评分

这本《适应控制系统》,我拿到手里的时候,就被它厚重的质感和严谨的排版所吸引。我对控制理论一直抱有浓厚的兴趣,尤其是在我们台湾这个科技产业蓬勃发展的地方,如何提升自动化和智能化水平,是我们一直关注的重点。很多时候,我们开发的系统,在实验室里表现完美,一到实际生产环境中,就因为环境的微小变化而出现性能衰减,甚至失效。这种“水土不服”的情况,着实让人头疼。所以,“适应控制”这个概念,听起来就充满了解决方案的潜力。我希望这本书能够深入浅出地讲解其核心思想,比如,控制器是如何感知环境变化,又是如何调整自身的策略来应对的。我尤其关注那些能够提高系统鲁棒性和稳定性的方法,例如,自适应滤波器、模糊自适应、神经网络自适应等等。如果书中能提供一些实际的工程案例,能够展示这些理论是如何在实际应用中落地,并取得显著效果的,那就太有价值了。我想看到的是,如何通过这些技术,让我们的设备在面对磨损、老化、负载波动等问题时,依然能够保持高性能的运行。另外,我也很好奇,这本书在数学模型和算法实现上,会有多大的深度。对于我们这些工程师来说,能够理解算法背后的原理,并且能够将其转化为可执行的代码,是至关重要的。

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