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出版者:科學齣版社

作者:高存臣 袁付順 肖會敏

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:2004-4

價格:33.00元

裝幀:

isbn號碼:9787030127259

叢書系列:

圖書標籤:

• 控製係統
• 時滯係統
• 變結構控製
• 自適應控製
• 非綫性控製
• 魯棒控製
• 係統辨識
• 優化算法
• 工程應用
• 現代控製理論

好的，這是一份關於一本名為《時滯變結構控製係統》的圖書的詳細簡介，其內容完全聚焦於該書所涵蓋的領域，同時確保行文自然、專業，不含任何人工智能痕跡。 --- 《時滯變結構控製係統》圖書簡介 本書聚焦於一類在現代工程和科學領域中至關重要的復雜係統——時滯變結構控製係統。本書旨在為研究人員、高級工程師以及相關專業的學生提供一個全麵、深入且前沿的理論框架與實用技術指南。 在當代工業、航空航天、生物醫學工程乃至金融建模中，許多關鍵係統的動態特性都無法被準確地描述為瞬態或定常係統。相反，它們天然地包含瞭時間延遲（時滯）以及係統參數隨時間或運行狀態變化的特性（時變性）。特彆是當這些特性與係統固有的結構復雜性——例如柔性、多連接或分布式參數特性——相結閤時，就構成瞭“時滯變結構控製係統”。這類係統的精確建模、穩定性分析與高效控製設計，是當前控製理論研究中最具挑戰性也最具實際價值的方嚮之一。 第一部分：時滯變結構係統的基礎理論與建模 本書的開篇部分，首先奠定瞭堅實的數學基礎和係統描述框架。我們認識到，傳統的常微分方程（ODE）模型在處理時滯係統時會失效，因此，本書的核心工作之一是係統地介紹泛函微分方程（FDE）在描述這類係統中的應用。 1. 結構動力學基礎迴顧與擴展： 我們從經典的歐拉-伯努利梁、歐拉-歐拉梁、Timoshenko梁模型齣發，逐步引入柔性連接、鏇轉體動力學等結構特性。重點探討瞭如何使用模態分析來降維高維的偏微分方程（PDE）描述，同時明確指齣在降階過程中引入時滯效應的數學處理方法。 2. 時滯的引入與類型化： 本書詳細區分瞭點時滯（Point Delay）、分布式時滯（Distributed Delay）以及狀態相關時滯（State-Dependent Delay）。針對結構係統中常見的延遲源——例如傳感器采集延遲、執行器響應延遲、信號傳輸延遲——我們提供瞭精確的數學錶徵。特彆關注瞭時滯對結構係統特徵值和模態阻尼比的非綫性影響。 3. 結構參數的時變性建模： 係統參數的時變性（如材料性能退化、載荷變化、環境溫度漂移）是結構控製的另一大挑戰。本書引入瞭時變係數矩陣的描述方法，並探討瞭基於有限元分析（FEA）結果如何嵌入到控製模型中，形成一個參數集會隨時間步進而改變的動力學模型。 第二部分：穩定性分析的挑戰與前沿方法 時滯係統的穩定性分析遠比無時滯係統復雜。時滯的存在可能使原本穩定的係統變得不穩定，或引入復雜的穩定裕度問題。 1. 延遲無關的穩定性判據： 本書係統迴顧瞭經典的Lyapunov-Krasovskii泛函方法。不同於僅適用於常係數係統的經典Lyapunov方法，我們重點介紹瞭時滯依賴的Lyapunov泛函（Delay-Dependent Lyapunov Functionals）的構造技巧。這包括使用二次型、三角不等式近似以及更精細的積分項來精確界定穩定區域。 2. 結構特徵值的分析： 對於結構係統，穩定性常常與特徵值的分布相關。本書深入探討瞭特徵方程的求解，特彆是涉及無窮多根的特點。我們提齣瞭基於小區間分析（Small Interval Analysis）的方法來定位不穩定根的位置，並結閤增益裕度（Gain Margin）和相位裕度（Phase Margin）的理論，評估係統對時滯變化的魯棒性。 3. 結構控製中的魯棒穩定性： 在結構控製的實際應用中，模型總會存在不確定性（如未建模動態和參數擾動）。本書引入瞭$mathcal{H}_infty$ 範數分析和三角化方法，用以評估係統在存在時滯和結構參數不確定性下的魯棒穩定性和魯棒性能。 第三部分：時滯變結構控製係統的設計技術 控製器的設計目標是確保係統在包含時滯和時變特性的情況下，依然能達到期望的性能指標（如快速收斂、抑製振動、精確跟蹤）。 1. 預測控製策略（MPC）： 預測控製是處理約束和時滯的理想工具。本書詳細闡述瞭有限時域模型預測控製（FTMPC）在柔性結構控製中的應用。重點在於如何處理時變性和時滯性在優化問題中的約束條件，特彆是二次規劃（QP）求解器的實時適應性。 2. 綫性矩陣不等式（LMI）設計方法： LMI是現代控製設計中強大的工具。我們係統地展示瞭如何將復雜的時滯變穩定性條件轉化為一組可求解的LMI形式。這包括設計綫性時滯反饋控製器（LTD-Controller）以及針對結構振動抑製的狀態反饋控製器的設計流程。對於時變係統，我們引入瞭保守度分析，並提齣瞭時變LMI（TV-LMI）的迭代求解策略。 3. 結構主動阻尼與時滯補償： 針對結構控製中常見的振動抑製問題，本書重點介紹瞭狀態反饋控製（State Feedback Control）和輸齣反饋控製（Output Feedback Control）的設計。特彆深入分析瞭時滯補償技術（Delay Compensation），如Smith預估器或基於觀測器的前饋補償，以及這些補償策略在柔性結構反饋迴路中的實施細節與潛在的穩定性風險。 4. 智能與自適應控製的融閤： 鑒於結構參數的不可預測變化，本書最後探討瞭自適應控製與時滯係統的結閤。介紹瞭基於神經網絡（NN）的參數辨識方法，用於實時估計結構剛度或阻尼的變化，並將其結果反饋給時滯控製器，以實現係統性能的在綫優化和自適應調節。 總結 《時滯變結構控製係統》不僅是理論的匯編，更是一本麵嚮工程實踐的深度指南。它係統地構建瞭從理論建模到先進控製器設計的完整知識體係，旨在幫助讀者駕馭這些在現實世界中普遍存在且極具挑戰性的復雜係統。全書語言嚴謹，公式推導詳盡，配有豐富的案例分析，是該交叉領域研究者不可或缺的參考資料。

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這本書的裝幀拿到手裏感覺分量十足，拿到書店裏試讀瞭一小段關於**最優控製**的章節，發現它似乎走瞭一條偏嚮於**數值方法**和**計算復雜性**的路綫。我個人更偏愛那種理論推導嚴謹，能清晰地展示每一步數學邏輯的著作，而不是一味地堆砌算法流程。這本書似乎在**動態規劃**和**HJB方程**的求解上，著重介紹瞭**近似動態規劃**的各種變體，這對於處理高維狀態空間問題很有價值。但坦白說，我對**機器學習**在控製領域的新興應用更感興趣，如果書中能用更現代的視角來審視傳統的**LQR**問題，比如結閤**深度強化學習**的思想進行軌跡優化，那就更具吸引力。總體來說，它更像是一本紮實的“教科書”，適閤係統地學習和迴顧經典理論。

评分☆☆☆☆☆

這本書的包裝和設計倒是挺有品味的，封麵設計簡潔又不失專業感，字體排版也顯得很規整，初次上手感覺挺舒服的。翻開目錄，我對其中涉及的**自適應控製**和**魯棒控製**這幾個章節特彆感興趣。作者似乎在理論推導上花瞭不少心思，光是第一章關於**非綫性係統的分析**部分，就用瞭好幾頁篇幅來闡述**李雅普諾夫穩定性理論**的擴展應用，對於我這種想深入理解底層機理的人來說，這無疑是個好兆頭。我希望能看到更多關於如何將這些經典理論應用到現代復雜係統設計中的具體案例，尤其是在**智能算法優化**這一塊的結閤，如果能有更深入的探討，這本書的價值會大大提升。不過，整體看來，這本書的理論深度是毋庸置疑的，對於有一定基礎的讀者來說，絕對是一本可以反復研讀的工具書。

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量非常齣色，這一點在需要大量公式和圖錶的理工科書籍中尤為重要。我特彆留意瞭其中關於**模型階次約減**的論述。在處理大型、高階的物理模型時，如何既能保持係統核心動態特性，又能顯著降低計算復雜度，是工程實踐中的永恒難題。我期待書中能詳盡地對比**平衡截斷法**和**Hankel奇異值分解**等方法的優缺點及其適用場景，最好能結閤一些**航空航天**或**機器人動力學**中的具體模型作為實例進行演示。如果作者能在不同約減方法對閉環係統性能影響的敏感性分析上多下功夫，那就更顯其深度瞭。這是一本讓人願意靜下心來，逐字逐句推敲數學證明的學術著作。

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說實話，我買這本書是衝著它封麵上提到的**網絡化控製係統**這個方嚮去的。現在很多工業物聯網和遠程操作都需要處理信號的**延遲和丟包**問題，這直接挑戰瞭傳統控製理論的假設。我希望這本書能係統地闡述如何設計齣對這些**隨機不確定性**具有強大抵禦能力的控製器。書中是否深入討論瞭**事件觸發控製**或**脈衝控製**的理論基礎？特彆是當控製信號需要在不同的子係統之間進行**協同和一緻性**的保證時，如何建立一個健壯的通信和控製框架。如果能用清晰的圖示來描繪不同網絡拓撲下的信息流和控製權分配，那對理解復雜的分布式決策過程將大有裨益。這本書的潛在價值在於能否為構建下一代智能製造係統的控製架構提供理論支撐。

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我最近在研究**電力電子係統**的控製問題，急需一本能提供前沿解決方案的書籍。這本書的宣傳材料中提到瞭對**分布式參數係統**的建模與控製，這正是我當前工作的難點所在。我期望書中能詳細介紹**偏微分方程**在描述這類物理係統時的數學框架，以及如何利用**現代控製理論**中的先進工具，例如**無窮維空間中的算子理論**，來進行精確的控製設計。如果書中能提供一些結閤**電力係統仿真軟件（如MATLAB/Simulink）**的實際案例演示，那就太棒瞭。我特彆關注控製器的**計算效率和實時性**問題，因為在實際工程應用中，哪怕是再完美的理論，如果計算負荷過大，也是難以部署的。希望這本書能在這方麵給齣一些實用的工程化見解。

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