线性鲁棒控制的理论与计算/大连理工大学学术研究丛书

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出版者:大连理工大学出版社
作者:吴志刚著
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1900-01-01
价格:25.00
装帧:平装
isbn号码:9787561124277
丛书系列:
图书标签:
  • 控制理论
  • 鲁棒控制
  • 线性系统
  • 优化算法
  • 计算方法
  • 大连理工大学
  • 学术研究
  • 控制工程
  • 系统工程
  • 数学模型
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具体描述

《先进系统建模与分析》 本书深入探讨现代工程系统在复杂多变环境下进行精确建模与鲁棒分析的关键理论与计算方法。本书并非聚焦于特定的控制理论流派,而是致力于构建一套通用的、适应性强的分析框架,以应对现实世界中普遍存在的模型不确定性、外部扰动以及参数变化带来的挑战。 核心内容概述: 1. 不确定性建模基础: 集合不确定性描述: 详细介绍如何使用集合(如凸集、多面体、区间)来刻画系统参数、模型结构以及外部干扰的不确定性。探讨不同类型不确定性集的几何特性及其在分析中的意义。 概率不确定性描述: 引入随机变量、概率分布(如高斯分布、均匀分布)及其与不确定性集合的联系。阐述如何将统计信息融入系统模型,为后续的概率性分析打下基础。 混合不确定性: 结合集合与概率不确定性,构建更为现实的混合不确定性模型。讨论如何在混合不确定性框架下进行模型简化与辨识。 2. 系统分析的通用框架: 状态空间与输入-输出表示: 回顾并深化线性时不变(LTI)与线性时变(LTV)系统的经典状态空间和输入-输出表示方法。强调在不确定性下的模型结构调整,例如如何通过添加辅助变量或调整传递函数阶次来更好地捕捉系统动态。 Lyapunov方程与不等式: 深入剖析Lyapunov稳定性理论在不确定系统分析中的应用。从能量守恒的角度出发,详细推导Lyapunov方程在有界不确定性条件下的推广形式,以及如何利用Lyapunov不等式(LMIs)来判断系统的稳定性、性能界限和鲁棒性。 H∞范数与L2增益: 详细介绍H∞范数作为评估系统对外部扰动敏感度的量化指标。阐述如何将H∞设计转化为求解一系列线性矩阵不等式(LMIs)的问题,从而获得性能最优的控制器。 L2-L∞范数与性能分析: 探讨L2-L∞范数在评估系统对脉冲性或突发性扰动的响应能力。介绍其在分析系统瞬态性能和鲁棒性方面的优势。 LMI(线性矩阵不等式)的求解与应用: 详细介绍求解LMI的数值算法,如内点法。重点阐述如何将各种系统分析问题(稳定性、性能、鲁棒性)转化为标准的LMI形式,并利用成熟的数值工具进行求解。 3. 鲁棒性能与鲁棒稳定性: 鲁棒稳定性判定: 给出不确定系统在各种范数下(如H∞范数)保持稳定的充要条件。重点分析在参数不确定性存在时,如何通过保守性分析来获得全局鲁棒稳定性。 鲁棒性能设计: 介绍如何设计控制器,使得系统在所有允许的不确定性范围内都能满足预设的性能指标(如响应速度、衰减度)。重点讨论基于LMI的鲁棒控制器设计方法。 模型缩减与鲁棒性: 探讨如何通过模型缩减技术,在保留系统主要动态特性的同时,降低模型复杂性,从而提高鲁棒分析和设计的计算效率。分析模型缩减过程中对鲁棒性影响的处理方法。 4. 先进计算技术在系统分析中的应用: 数值优化方法: 介绍更广泛的数值优化技术,如二阶锥规划(SOCP)、半定规划(SDP)及其在解决复杂系统分析问题中的应用。 符号计算与模型化: 探讨如何利用符号计算工具(如MATLAB Symbolic Math Toolbox)辅助进行模型推导、简化和代数运算,提高分析的准确性和效率。 仿真与验证: 强调理论分析结果的仿真验证的重要性。介绍如何构建带有不确定性参数的模型,并通过蒙特卡洛仿真、最坏情况分析等方法来评估鲁棒性能。 本书特色: 理论体系的普适性: 不同于侧重特定控制理论(如PID、状态反馈)的书籍,本书构建了一个适用于多种控制方法和系统类型的通用分析框架。 计算方法的实用性: 强调将抽象的理论概念转化为可计算的数学问题,并详细介绍求解这些问题所需的计算工具和算法。 循序渐进的讲解: 从不确定性建模的基础概念入手,逐步深入到复杂的鲁棒性能分析与设计,适合有一定线性系统基础的读者。 严谨的数学推导: 所有关键结论和算法均有详细的数学推导,保证了理论的严谨性和可信度。 广泛的应用前景: 本书介绍的理论与方法可广泛应用于航空航天、机器人、过程控制、电力系统等众多领域。 本书旨在为读者提供一个坚实的理论基础和一套实用的计算工具,以应对日益复杂的工程系统在不确定性环境下的设计与分析挑战。读者通过学习本书,将能够更深刻地理解系统行为的内在规律,并掌握解决实际工程问题的有效方法。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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最后,一本真正有价值的学术著作,应该能够经受住时间的考验,并在后续的研究和实践中发挥持续的影响。我希望《线性鲁棒控制的理论与计算》能够成为这样一本著作。它不仅能够为当前的读者提供有用的知识和工具,更能为未来的研究者提供一个坚实的起点和重要的参考。我期待这本书能够成为控制理论领域内的一部经典之作,为推动线性鲁棒控制理论的发展和应用做出重要贡献。这种著作往往具有一种穿越时空的魅力,其思想和方法能够不断地被新的研究者所借鉴和发展,从而产生持续的学术价值。

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这本书的学术背景,即“大连理工大学学术研究丛书”,让我对其内容质量和学术严谨性充满了信心。大连理工大学作为国内顶尖的工科院校,其在控制理论领域的研究一直处于领先地位,培养了无数优秀的学者和工程师。能够被收录进这个系列丛书,本身就证明了本书在学术上的重要性和创新性。我通常倾向于选择由知名高校教授或研究团队撰写的学术著作,因为它们往往凝聚了该领域最前沿的研究成果和最深入的思考。我非常好奇本书的作者团队在鲁棒控制领域的具体贡献,以及他们是如何将最新的研究进展融入到本书的论述中的。我希望这本书不仅仅是现有知识的梳理,更能够展现出一些新的视角和方法,能够启发读者进行更深入的思考和研究。

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我一直认为,一本优秀的学术著作,其最大的魅力在于能够引发读者的思考,激发新的灵感。对于《线性鲁棒控制的理论与计算》这本书,我希望它能够做到这一点。鲁棒控制作为一个相对成熟的研究领域,仍然存在着许多值得探索和创新的方向。我希望本书能够在提供扎实理论基础的同时,也能指出该领域当前面临的挑战,并提出一些可能的研究方向,例如如何处理非线性的鲁棒控制问题,如何设计更具自适应能力的鲁棒控制器,或者如何将机器学习与鲁棒控制相结合等。一本真正优秀的学术著作,不应该仅仅是知识的传递者,更应该是思想的启迪者,能够让读者在阅读的过程中,不断地拓展自己的思维边界,产生新的想法和问题。

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虽然我还没有来得及深入阅读这本书的每一页,但仅仅是快速浏览其目录和前言,我就已经能感受到作者在选题上的独具匠心。现代控制理论发展至今,各种分支和应用层出不穷,而“线性鲁棒控制”这一主题,无疑抓住了当前工程实践和理论研究的关键痛点。尤其是在复杂多变的实际应用场景中,系统参数的不确定性、外部干扰的存在,都使得传统的精确控制方法显得力不从心。鲁棒控制正是为了应对这些挑战而生,它旨在设计出在模型不确定性下仍能保持良好性能的控制器。这本书能够将鲁棒控制的理论精髓与实际的计算方法相结合,这对于广大工程师和研究人员来说,无疑是一份宝贵的财富。我注意到目录中涵盖了从基础概念到高级理论,再到具体算法实现的各个层面,这表明本书的编写者在内容组织上考虑得非常周全,力求为读者构建一个系统而完整的知识体系。

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我个人对控制理论一直有着浓厚的兴趣,特别是那些能够直接应用于解决实际工程问题的理论。线性鲁棒控制,这个名字本身就充满了吸引力。它似乎承诺了一种能够让控制系统“坚韧不拔”,即使面对不确定性和干扰也能稳定工作的能力。在我的工作经历中,我曾遇到过不少因为模型不精确或者外部环境变化而导致控制效果大打折扣的例子。如果这本书能够提供一套有效的工具和方法来解决这些问题,那么它对于我来说,其价值将是难以估量的。我期待书中能够详细阐述诸如H∞控制、LMI(线性矩阵不等式)方法等鲁棒控制的经典理论,并且能够提供清晰易懂的数学推导和算法描述。同时,如果书中能够结合一些实际的工程案例,例如在航空航天、机器人或者工业自动化等领域的应用,那将更加完美,能够帮助读者更好地理解理论与实践之间的联系。

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我对这本书的另一份期待,是它能够在一定程度上降低线性鲁棒控制的学习门槛。虽然鲁棒控制理论本身具有一定的复杂性,但如果能够通过清晰的逻辑、生动的例子以及循序渐进的讲解,那么即使是初学者,也能逐步掌握其核心思想和方法。我希望本书能够为那些刚刚接触鲁棒控制领域的学生和工程师提供一个良好的入门途径。如果书中能够包含一些基础知识的回顾,例如线性系统理论、稳定性理论等,并且将这些基础知识与鲁棒控制的原理巧妙地结合起来,那么将有助于读者建立起坚实的理论基础,为后续更深入的学习打下良好的基础。同时,如果书中能够提供一些相关的参考文献和推荐阅读列表,也能为读者提供进一步学习的指引。

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在阅读过程中,我非常注重书籍的逻辑性和连贯性。一本好的学术著作,其论述应该条理清晰,层层递进,让读者能够顺畅地跟随作者的思路。我希望《线性鲁棒控制的理论与计算》在这一点上能够做得出色。从目录的设置,到章节之间的过渡,再到具体概念的引入和阐述,都应该体现出一种严谨的学术逻辑。我期待作者能够从最基本、最核心的概念出发,逐步引入更复杂、更深入的内容。对于一些关键的定理和引理,应该给出清晰的证明过程,并解释其在鲁棒控制问题中的意义。如果书中能够通过图表、流程图等可视化工具来辅助说明,那么将更有助于读者理解复杂的理论和算法。

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我非常欣赏这本书在内容上的“理论与计算”相结合的定位。在我看来,很多学术著作要么过于偏重抽象的理论推导,使得读者难以理解其在实际中的应用;要么过于关注算法的实现,而忽略了理论背后的数学原理和物理意义。而这本书似乎恰好找到了一个完美的平衡点,既保证了理论的严谨性,又兼顾了计算的可行性。这种“理论+计算”的模式,能够帮助读者建立起一个更加完整和深刻的理解,不仅知道“是什么”,更能明白“怎么做”,并理解“为什么”。我期待书中能够通过详细的数学推导来阐述理论概念,并通过清晰的算法步骤和计算示例来展示其实践过程。这样的编排方式,无疑能够最大程度地满足不同背景的读者需求,无论是理论研究者还是工程实践者,都能从中受益。

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这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象。整体色调偏向沉稳的深蓝,搭配着银灰色的标题文字,显得十分专业且具有学术气息。封面上没有过多花哨的图案,而是采用了一种简洁大气的排版方式,仅在角落处印有“大连理工大学学术研究丛书”的字样,立刻让我感受到了其背后严谨的学术背景和研究深度。我尤其欣赏这种不落俗套的设计,它传递了一种“内容为王”的信号,让我对接下来的阅读内容充满了期待。在我看来,一本好的学术著作,其外观往往是内在品质的延伸,而这本书恰恰做到了这一点。它不像市面上一些充斥着廉价色彩和浮夸字体的书籍,而是以一种朴实而自信的姿态出现在读者面前,仿佛在无声地诉说着其内容的厚重与价值。当我拿起它时,那种略带磨砂质感的封面材质也增加了书籍的握持感,让人爱不释手。这不仅仅是一本书,更像是一个沉淀了多年学术智慧的载体,值得细细品味。

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从书名中的“计算”二字,我推测本书并非仅仅停留在理论的层面,而是更加注重将理论转化为可行的计算方法和算法。在控制工程中,理论的优雅固然重要,但最终能否落地,很大程度上取决于是否存在高效、可靠的计算工具和实现手段。我非常期待书中能够详细介绍如何利用数值计算方法来求解鲁棒控制问题,例如如何构建和求解LMI,如何进行控制器参数的优化等。如果书中能够提供一些具体的编程实现示例,或者推荐一些常用的计算软件和工具箱,那么它将大大提升本书的实用价值,对于那些希望将鲁棒控制技术应用于实际系统的工程师来说,这将是一个巨大的福音。我甚至希望书中能包含一些关于数值稳定性和计算复杂度的讨论,这对于保证控制系统在实际应用中的可靠性至关重要。

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