自动控制原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:厉玉鸣

出品人:

页数:359

译者:

出版时间:2005-9

价格:34.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502570927

丛书系列:

图书标签:

• 教科书
• 自动控制
• 控制理论
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• 电气工程
• 机械工程
• 系统工程

好的，这是一本名为《现代复杂系统动力学与控制》的图书简介，该书内容与您提到的《自动控制原理》不包含任何重叠知识点，重点聚焦于传统控制理论之外的前沿交叉领域： --- 现代复杂系统动力学与控制 面向非线性、不确定与高维挑战的系统理论前沿 内容简介 本书旨在深入探讨当代工程与科学领域中，那些超越经典线性控制理论范畴的复杂系统的建模、分析、优化与实时控制问题。在面对日益增长的系统规模、内禀的非线性特性、环境的随机扰动以及海量数据驱动的决策需求时，传统的频域分析和状态空间线性化方法已显现出其局限性。本书聚焦于连接数学、信息科学与工程实践的交叉学科前沿，为研究人员、高级工程师和研究生提供一套应对现代复杂挑战的理论工具箱与先进方法论。 全书共分七个主要部分，内容涵盖了从基础理论的突破到前沿应用技术的落地实施，完全避开了对经典PID控制、根轨迹分析、奈奎斯特判据、经典状态反馈极点配置等《自动控制原理》核心内容的阐述。 --- 第一部分：复杂系统动力学的建模范式革新 本部分彻底颠覆了传统基于牛顿力学或基尔霍夫定律的解析建模思路，转向更具普适性的、数据驱动或结构抽象的建模方法。 第1章：基于拓扑学的系统表示 重点讨论如何利用图论、网络流理论和代数拓扑工具（如持续同调）来描述系统内部的连接结构和信息传递路径。这对于分析大规模电网、交通网络和生物神经网络的鲁棒性至关重要。内容包括网络动力学、耦合振子系统，以及如何通过拓扑不变量来预测系统行为的涌现现象。 第2章：随机过程与朗之万动力学 系统性地引入随机力学和马尔可夫过程，用于描述存在着不可预测微观涨落的宏观系统。详细讲解随机微分方程（SDEs）的建立与数值解法，包括欧拉-丸山法和米尔斯坦方法，并分析如何使用福克-普朗克方程（FPE）来描述概率密度函数的演化，而非仅仅关注系统的确定性状态。 第3章：基于物理信息（PINNs）的混合建模 本书将深度学习架构（如神经网络）与已知的物理定律（如守恒定律、微分方程结构）深度融合。重点阐述如何通过最小化残差误差项将物理约束嵌入到损失函数中，从而在数据稀疏的情况下，构建出既符合数据又满足物理规律的非线性动力学模型。 --- 第二部分：高维非线性系统的分析与稳定性 本部分的核心在于如何处理具有极高自由度或内在混沌特性的系统，并建立适用于非线性系统的稳定性判据。 第4章：李雅普诺夫函数的一般化构造 本书不局限于二次型李雅普诺夫函数。深入探讨如何利用半定泛函、拉格朗日或哈密顿结构来构造能量函数，特别是针对约束系统和微分流形上的稳定性分析。内容包括屏障函数法（Barrier Lyapunov Functions）在处理硬约束时的应用。 第5章：微分同胚与系统分类 介绍微分几何在控制理论中的应用，将系统视为流形上的向量场。重点分析系统的局部和全局拓扑结构，如平衡点的中心流形理论（Center Manifold Theorem）的严格推导及其在预测混沌行为中的应用。 第6章：切换系统与混合动态 研究包含离散事件和连续状态演化的系统，如模态切换系统（Mode-Switched Systems）。详细分析其模式切换对稳定性的影响，并引入共识稳定性、驻留时间分析（Dwell Time Analysis）等关键概念。 --- 第三部分：先进控制策略的理论与实践 本部分聚焦于现代控制理论中，用于克服模型不确定性、实现最优性能和处理复杂约束的尖端算法。 第7章：模型预测控制（MPC）的鲁棒与优化 本书将MPC视为一种前馈-反馈结合的优化框架，而非简单的状态反馈。详细解析其在求解带约束的、随时间变化的二次规划（QP）或半定规划（SDP）问题中的高效性。重点分析鲁棒MPC（RMBC）如何通过考虑模型误差集来保证闭环稳定性。 第8章：滑模控制的先进形式 避开对基本线性滑模控制的介绍，本书直接切入二阶和高阶滑模控制（Higher-Order Sliding Mode Control, HOSM）。探讨如何通过积分滑模面和等效控制项的设计，彻底消除或显著减小传统滑模控制中的“抖振”现象，同时保证对外部扰动的强大鲁棒性。 第9章：强化学习在决策控制中的应用 将强化学习（RL）视为一种自适应的、基于经验的控制策略生成方法。深入讲解Actor-Critic架构、深度Q网络（DQN）及其在连续动作空间中的扩展——深度确定性策略梯度（DDPG）和近端策略优化（PPO）。重点讨论RL在解决非完整约束和高维状态空间决策中的潜力与挑战。 --- 第四部分：网络化与分布式控制 针对现代物理系统（CPS）和多智能体系统（MAS）的特点，本部分探讨信息共享受限下的协同控制。 第10章：一致性与协同控制理论 研究多个独立代理如何在局部信息交互下，就某一全局目标达成一致（如温度、速度或位置）。重点分析基于拉普拉斯矩阵的谱理论在保证分布式收敛速度和鲁棒性方面的作用。 第11章：基于事件触发与带宽受限的控制 解决传感器与控制器之间通信带宽受限的问题。详细介绍事件触发机制（Event-Triggered Control），即只有当系统状态偏离预设阈值时才进行通信和更新控制律，从而大幅减少通信开销，同时保持或提高控制性能。 --- 本书特色 《现代复杂系统动力学与控制》强调数学严谨性和工程可实现性的统一。书中所有的理论推导都基于现代微分几何、优化理论和概率论的基础，并通过大量的仿真案例和真实的工程应用背景（如无人机集群编队、智能电网的暂态稳定、复杂制造流程调度）来验证所提出方法的有效性。本书致力于培养读者从“如何使系统稳定”到“如何设计一个最优、适应性强且高鲁棒性的复杂决策框架”的思维转变。 适用对象： 从事先进机器人、航空航天、能源系统、生物工程等领域的研究人员。 需要掌握前沿优化控制算法的工业界高级工程师。 相关专业（如系统工程、应用数学、计算机科学）的博士和硕士研究生。

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这本书的文字密度极高，每一页都充满了信息量，以至于我必须放慢阅读速度，经常需要停下来，在脑海中进行“沙盘推演”。它最大的特点在于其对“非线性系统”的探讨，这部分内容明显体现了作者深厚的学术功底和对前沿研究动态的把握。他没有回避非线性系统分析的复杂性，而是坦诚地介绍了李雅普诺夫稳定性理论、奇点分析等工具，并对相平面法的适用范围做了清晰的界定。与那些只停留在线性化处理的入门书籍相比，这本书展现了对真实世界复杂性的尊重。当我读到关于滑模控制和自适应控制的章节时，我感觉自己仿佛站在了知识的制高点上，能够清晰地看到那些经典方法在应对强耦合、强扰动时的不足，以及现代方法是如何“以智取胜”的。这本书的阅读体验是艰辛的，但收获的洞察力是巨大的，它成功地将我从一个单纯的应用工程师，提升到了一个能够批判性思考动态系统本质的层次。

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读完这本书，我的直观感受是，它像一个沉静而深邃的湖泊，水面波澜不惊，但水下蕴藏着巨大的能量和复杂的生态系统。与市面上很多追求“轻松阅读体验”的技术书籍不同，这本书采取了一种近乎于哲学的探讨方式来审视“控制”这个行为本身。它不急于展示最新的算法或炫酷的应用案例，而是将读者的注意力牢牢地锁定在“如何将一个不确定的、随时间变化的物理过程，转化为一个可预测、可操作的数学模型”这个核心命题上。我发现，作者在论述最优控制和模型预测控制时，那种对“性能指标”与“约束条件”之间永恒矛盾的深刻洞察，非常引人入胜。他会不断地追问：我们究竟想要一个多快的响应？付出的代价（能量消耗、超调量）是否可以接受？这种对工程权衡的探讨，远远超越了简单的数学运算层面，触及到了工程美学的核心。这种论述风格，使得阅读过程充满了智力上的挑战与满足感，每一次对一个复杂系统的简化和描述，都像是在解开一个精妙的谜题。

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这本书的排版和图示设计，说实话，初看之下略显保守，但这种“老派”的美学反而增强了它的权威性。那些黑白分明的系统框图，尽管没有现代书籍中那些色彩斑斓的三维渲染图，却以一种近乎于蓝图的清晰度，直指系统的本质结构。我特别喜欢作者在引入状态空间法时所采取的循序渐进的策略。他并没有直接抛出复杂的矩阵微分方程，而是先用一个简单的二阶质量-弹簧-阻尼系统作为引子，将物理直觉一步步迁移到抽象的向量空间中。这种从具体到抽象，再从抽象回归到解决具体问题的论述路径，极大地降低了初学者对高维系统理解的门槛。阅读过程中，我感觉自己不仅仅是在学习知识，更像是在进行一次系统思维的训练，学习如何将任何一个复杂的动态过程，拆解成一组描述其内部状态的线性或非线性关系。书中的案例选择也极其考究，大多是具有代表性的机电耦合系统，让理论的落地显得非常自然而然。

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这本书给我的感觉是，它更像是一部“控制理论的史诗”，而不是一本工具手册。作者的笔触中流露着对控制科学发展历程的敬畏和尊重。他不仅在介绍“是什么”，更花了大量篇幅去探讨“为什么是这样”。例如，在讲解经典控制理论的局限性时，他没有简单地批判，而是通过对比不同控制器的适用场景，巧妙地引出了现代控制理论的诞生背景。这种历史的纵深感，让读者不至于将当前的技术视为孤立的存在，而是能理解它是在前人无数次失败与成功中提炼出来的智慧结晶。我个人非常欣赏他对于“鲁棒性”这一概念的阐述，他用了非常形象的比喻，描述了系统在面对模型不确定性时应有的“韧性”。这使得原本晦涩的鲁棒控制理论，有了一层可以触摸的感性认识。读完之后，我不再仅仅关注于“如何设计一个控制器”，而是开始思考“在什么工况下，这个控制器是真正可靠的”。

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这本书的开篇就给了我一种强烈的年代感，仿佛置身于上世纪八十年代的某个工科实验室里，空气中弥漫着示波器和焊接烟尘的味道。作者似乎特别钟情于用非常严谨、近乎于教科书式的语言来构建整个理论体系，每一个概念的引入都如同搭积木般，小心翼翼，生怕有一个基石没放稳，后面的楼层就会摇晃。初读时，我感觉自己像个初学者，必须全神贯注地去理解那些密密麻麻的数学符号和传递函数模型，稍不留神，可能就会错过一个至关重要的假设前提。我尤其欣赏作者在推导过程中展现出的那种对细节的执着，比如为了解释系统的稳定性边界，他会花上大篇幅去细致描绘根轨迹是如何穿越$jomega$轴的，每一个微小的参数变化如何导致系统响应的质变。那种硬核的、不掺杂任何花哨比喻的叙述方式，对于真正想要深入理解系统底层逻辑的人来说，简直是福音。它不是一本快速入门的读物，更像是一份需要你拿出笔和纸，反复演算的“技术契约”。合上书本，我脑海里挥之不去的，是那些工整的波特图和奈奎斯特图，它们似乎在无声地诉说着经典控制理论的庄严与不可动摇的地位。

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标记这本书读过的时候，简直就是像说，爱过

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