智能控制理论与应用

智能控制理论与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:上海交通大学出版社
作者:程武山
出品人:
页数:184
译者:
出版时间:2006-11
价格:25.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787313045843
丛书系列:
图书标签:
  • 智能控制
  • 自适应控制
  • 优化控制
  • 机器人控制
  • 非线性控制
  • 现代控制理论
  • 系统辨识
  • 模糊控制
  • 神经网络控制
  • 滑模控制
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具体描述

本书可作为高等院校硕士研究生和高年级本科生的课程教材,也可供控制科学与工程,计算机控制,系统工程,电气工程及相关专业的工程技术人员参考。

深入探索新一代信息技术与工业自动化前沿 图书名称: 《工业互联网与边缘计算:面向智能制造的深度融合实践》 图书简介 在数字化转型的浪潮中,工业制造正经历一场深刻的变革。传统的集中式控制架构已难以满足现代智能工厂对实时性、灵活性和数据驱动决策的迫切需求。本书《工业互联网与边缘计算:面向智能制造的深度融合实践》正是在这一时代背景下应运而生,它并非聚焦于传统的控制理论本身,而是将目光投向了支撑下一代智能制造系统的关键技术——工业互联网(IIoT)与边缘计算的深度融合及其在实际工业场景中的落地应用。 本书致力于为工程师、研究人员以及企业决策者提供一个全面、深入且极具实践指导意义的蓝图,描绘如何利用前沿的通信、计算和数据处理技术,构建一个高效、安全、可扩展的智能制造生态系统。 第一部分:工业互联网的架构演进与核心要素 本部分首先系统梳理了工业互联网的起源、发展脉络及其在智能工厂中的战略地位。我们详细剖析了当前主流的工业互联网参考架构(如平台架构、数据层级结构),强调了从传统的现场总线系统向基于IP的网络化架构迁移的必要性。 数据采集与互操作性挑战: 深入探讨了异构设备、多协议(如OPC UA、Modbus TCP、EtherCAT等)之间的兼容性问题,并介绍了如何通过标准化数据模型和中间件实现跨平台的数据集成。 云边协同的必要性: 阐述了云计算在全局优化、大数据分析和模型训练中的核心作用,并明确指出了云计算在面对高频、低延迟控制任务时的局限性,从而自然引出了边缘计算的引入。 安全基石: 工业控制系统的网络安全是重中之重。本章详尽分析了OT(Operational Technology)环境下的安全威胁模型,并介绍了纵深防御体系的构建方法,包括身份认证、加密通信、入侵检测和固件完整性验证等关键安全机制。 第二部分:边缘计算:智能制造的“神经末梢” 本部分是本书的核心技术支撑部分,聚焦于边缘计算如何在生产现场赋能实时智能。我们摒弃了过于抽象的理论探讨,而是侧重于如何将计算能力下沉到靠近设备和生产线的位置。 边缘计算范式与部署模型: 区分了基于网关的边缘、基于控制器或PLC的边缘(即软PLC/PAC)以及基于嵌入式板卡的边缘计算节点。详细比较了不同硬件平台(如x86、ARM、FPGA在工业场景中的适用性)。 实时操作系统与确定性网络: 讨论了在资源受限的边缘环境中实现确定性通信和任务调度的关键技术。重点介绍了TSN(时间敏感网络)在确保工业数据传输抖动最小化方面的应用,以及在边缘侧运行实时操作系统(RTOS)或实时Linux内核的实践经验。 轻量级AI模型的部署与推理: 智能制造的核心在于数据驱动的优化和预测。本章重点讲解了如何对训练好的深度学习模型进行剪枝、量化和蒸馏,使其能够在算力有限的边缘设备上高效运行,实现本地的机器视觉缺陷检测、振动分析和工艺参数的实时自适应调整。 第三部分:深度融合:从数据到决策的闭环 本部分将前两部分的技术栈有机结合,展示了工业互联网平台与边缘计算如何共同构建端到端的智能闭环系统。 边缘数据预处理与上下文增强: 强调边缘节点不仅是数据转发器,更是“数据理解者”。介绍了在本地对原始传感器数据进行清洗、特征提取和时间同步,并将这些带有丰富上下文信息的数据高效推送至云端的策略,避免了“数据洪流”问题。 分布式控制与协同优化: 探讨了在边缘侧执行本地优化控制任务(如局部PID参数调整、故障快速隔离),同时将全局的、跨产线的优化任务交由云端处理的协同框架。介绍了基于多智能体系统(MAS)在分布式调度中的应用潜力。 数字孪生与反馈: 数字孪生是连接物理世界与数字世界的桥梁。本书详细阐述了如何在边缘侧维护高保真的、实时的设备和产线孪生模型,并利用该模型进行“What-If”分析和预测性维护的早期预警,实现控制策略的快速迭代和反馈优化。 第四部分:实践案例与未来展望 本书最后一部分通过详细的工业案例,印证了前述理论和技术的有效性。案例涵盖了高精度运动控制系统的远程诊断、离散制造业的柔性生产线调度,以及流程工业的能耗优化等多个领域。 我们相信,《工业互联网与边缘计算:面向智能制造的深度融合实践》不仅是技术手册,更是一份引导制造业迈向工业4.0和未来智能工厂的路线图。它关注的是如何利用先进的信息技术,解决当前工业现场面临的实际痛点,实现生产效率的质的飞跃。本书内容紧密围绕当前产业界最热门、最前沿的工业技术应用展开,涵盖了网络通信、嵌入式计算、数据工程和系统集成等多个交叉学科的最新成果。

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读后感

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用户评价

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我一直对控制系统中的不确定性和鲁棒性问题感到困扰,而《智能控制理论与应用》这本书正好提供了解决这些问题的有效手段。书中对鲁棒控制、自适应控制和模糊控制在处理不确定系统方面的应用进行了深入的探讨。让我印象深刻的是,书中不仅介绍了这些方法的理论基础,还提供了丰富的实际案例,例如在航空发动机控制中,如何利用模糊逻辑来应对发动机参数的实时变化;在机器人路径规划中,如何利用遗传算法来搜索最优路径,同时规避动态障碍物。书中对这些方法的鲁棒性进行了详细的分析,解释了它们是如何在系统参数未知或变化的条件下,依然能够保持良好的控制性能。我特别喜欢书中对模糊逻辑在处理非线性、时变系统方面的优势的阐述,这让我对模糊逻辑的应用有了更深层次的理解。它不仅仅是一种理论工具,更是解决实际工程难题的利器。

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我最近终于拿到了《智能控制理论与应用》这本书,这本书的厚度和内容密度确实不负众望,开篇就给我一种豁然开朗的感觉。它不仅仅是堆砌概念,而是将复杂的理论概念,比如模糊逻辑、神经网络、遗传算法等,以一种非常直观的方式呈现出来。让我印象深刻的是,作者并没有止步于理论的罗列,而是花了大量的篇幅去阐述这些理论是如何在实际工程中应用的。从最初的简单控制系统,到后来的自适应控制、最优控制,再到更前沿的机器人控制、过程控制等领域,这本书都给出了详实的案例分析。例如,在讲解神经网络在模式识别中的应用时,作者不仅详细解释了BP算法的原理,还提供了一个图像识别的实例,从数据预处理到网络结构设计,再到训练和测试,每一步都讲解得非常细致,甚至连一些容易出错的细节都一一指出。我之前在学习相关理论时,总感觉有些理论和实际脱节,这本书的出现正好弥补了我的这个困惑。它让我明白,那些抽象的数学模型和算法,并非是空中楼阁,而是能够真正解决现实问题的强大工具。特别是对于那些想要从理论走向实践的研究者和工程师来说,这本书无疑是一本宝贵的参考资料。它提供的不仅仅是知识,更是解决问题的思路和方法。读完第一部分,我感觉自己对智能控制的基本框架有了更深刻的理解,也对接下来的深入学习充满了期待。

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我一直对智能控制在模式识别和机器学习方面的应用感到好奇,而《智能控制理论与应用》这本书恰恰满足了我的这个需求。书中对支持向量机(SVM)、隐马尔可夫模型(HMM)等经典模式识别算法的讲解非常透彻。作者不仅解释了算法的数学原理,还结合了语音识别、图像识别等实际应用场景,让我能够更直观地理解这些算法的工作机制。例如,在讲解SVM时,书中详细阐述了核函数的概念以及它们在处理非线性可分数据时的作用,并提供了一个用于手写数字识别的实例,从特征提取到模型训练,再到最终的识别结果,都进行了细致的展示。此外,书中也涵盖了深度学习的一些基本概念,虽然篇幅不是最多的,但对于入门者来说,已经足够建立起一个初步的认识。我特别喜欢书中关于数据预处理和特征工程的讨论,这部分内容往往被忽视,但对于提升模型性能至关重要。这本书让我认识到,智能控制不仅仅是控制论的一个分支,它与人工智能、机器学习等领域有着千丝万缕的联系,并且正在深刻地改变着我们的世界。

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这本书的内容对我启发很大,尤其是在将理论知识转化为实际应用的过程中。作者在书中反复强调理论与实践相结合的重要性,并且提供了大量的实例来佐证。我特别喜欢书中对不同智能控制方法在不同应用场景下的优劣势对比分析。例如,在讨论机器人控制时,书中详细对比了基于模糊逻辑的控制、基于神经网络的控制以及混合控制策略的适用性,并分析了各自的优缺点。这种全面的分析,有助于读者根据实际需求选择最合适的控制方法。此外,书中对模型构建、参数整定、性能评估等工程实践中的关键环节也进行了详细的指导。例如,在进行神经网络模型训练时,书中不仅介绍了如何选择合适的激活函数和优化器,还提供了如何进行早停和正则化等防止过拟合的技巧。这些实用的建议,对于我进行实际的控制系统设计和开发非常有价值。这本书让我明白,掌握智能控制理论,不仅仅是学习算法,更是学习如何将这些算法有效地应用到解决现实问题中。

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《智能控制理论与应用》这本书的语言风格非常适合学术研究和工程实践。作者在讲解复杂概念时,用词严谨,逻辑清晰,同时又兼顾了可读性。书中引用了大量的参考文献,为读者提供了进一步深入研究的线索。我特别喜欢书中对一些前沿研究方向的探讨,比如强化学习在机器人运动控制中的应用,以及深度学习在复杂系统建模中的潜力。这些内容让我对智能控制未来的发展趋势有了更清晰的认识。书中还包含了许多图表和示意图,生动形象地展示了各种算法的工作原理和系统结构,这对于理解抽象的理论概念非常有帮助。例如,在讲解模糊逻辑控制器时,书中用流程图和模糊规则表清晰地展示了输入、模糊化、推理、解模糊和输出的过程。这种直观的展示方式,大大降低了理解难度。总而言之,这本书为我打开了一扇通往智能控制世界的大门,让我看到了无限的可能性。

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读《智能控制理论与应用》这本书,让我对智能控制的“智能”二字有了更深刻的理解。它不仅仅是指算法的复杂性,更是指系统能够像人一样进行学习、适应和决策的能力。书中对机器学习与控制理论的结合进行了精彩的阐述,尤其是对强化学习在序列决策和最优控制问题中的应用。我被书中关于无人驾驶汽车路径规划和控制的案例深深吸引。通过模拟人类的学习过程,强化学习算法能够让车辆在复杂的交通环境中自主学习最优的驾驶策略,实现安全、高效的行驶。书中对Q-learning、SARSA等强化学习算法的讲解非常细致,并且结合了实际的仿真环境,让我能够亲身感受强化学习的强大能力。这本书让我看到,智能控制不仅仅是在优化现有系统,更是在创造能够自主思考和行动的新型智能体。

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这本书最大的亮点之一在于它对现代控制理论与传统控制理论的融合。它不仅仅是介绍全新的智能控制方法,更是将这些方法与PID控制、状态空间法等传统控制理论相结合,阐述了如何利用智能算法来增强传统控制系统的性能,或者解决传统方法难以处理的问题。比如,在介绍模型预测控制(MPC)时,书中不仅解释了MPC的基本原理,还探讨了如何利用神经网络来构建更精确的系统模型,或者利用强化学习来优化MPC的控制策略。这让我认识到,智能控制并非是推翻传统,而是对传统控制的延伸和发展。我尤其欣赏书中对模糊PID控制和神经网络PID控制的讲解。这两种方法将模糊逻辑或神经网络的优势引入到经典的PID控制器中,大大提高了系统的鲁棒性和自适应能力。书中提供了详细的数学推导和仿真分析,让我能够深入理解其工作原理和性能优势。对于那些希望在现有控制系统基础上进行升级和优化的工程师来说,这本书提供了宝贵的思路和方法。

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这本书的章节编排非常合理,从基础概念的引入,到各种智能控制方法的深入剖析,再到实际应用的探讨,逻辑非常清晰。尤其是在介绍模糊逻辑控制时,作者并没有直接跳到复杂的系统,而是从模糊集合、模糊规则的建立开始,层层递进,让我这个初学者也能够轻松理解。我特别喜欢书中关于模糊逻辑在家电控制中的应用案例,比如洗衣机、空调等,这些都是我们日常生活中非常熟悉的场景,通过书中详实的案例,我能够清晰地看到模糊逻辑如何通过模拟人类的模糊判断来优化产品的性能,提升用户体验。例如,在介绍洗衣机水位控制时,书中详细分析了如何根据衣物量、脏污程度等因素,利用模糊规则来动态调整水位,而不是简单地设定几个固定的水位档位。这种“以人为本”的设计理念,在智能控制领域尤为重要,而这本书恰恰强调了这一点。此外,书中还提到了模糊逻辑在交通信号灯控制、环境监测等领域的应用,让我对模糊逻辑的广泛适用性有了更深的认识。这本书不仅仅是技术手册,更像是一本充满智慧的指南,它引导我思考如何将抽象的理论转化为能够改善我们生活的实际应用。

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读《智能控制理论与应用》这本书,我最大的感受就是它在理论的深度和广度上都做得非常出色。作者对各种智能控制算法的阐述,不仅仅是停留在表面,而是深入到算法的数学原理和内在机理。比如在讲解神经网络的部分,不仅介绍了前馈神经网络、循环神经网络,还对深度学习中的卷积神经网络和循环神经网络在不同场景下的优劣进行了深入的分析。书中对反向传播算法的推导过程清晰易懂,让我对神经网络的学习过程有了更透彻的理解。同时,书中也涵盖了遗传算法、粒子群优化等多种智能优化算法,并且对比了它们在解决不同类型优化问题时的效率和适用性。我尤其对书中关于遗传算法在机器人路径规划中的应用案例印象深刻。通过模拟生物进化过程,遗传算法能够有效地搜索到最优的路径,避免障碍物。书中详细地阐述了基因编码、交叉、变异等关键步骤,并给出了具体的代码实现思路,这对我进行实际的算法仿真非常有帮助。这本书让我看到了智能控制理论的强大生命力,以及它在解决复杂问题时的巨大潜力。

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这本书在内容上的丰富程度着实令人惊叹。我之前接触过一些控制理论的书籍,但很少有能像《智能控制理论与应用》这样,将理论与实际应用结合得如此紧密。书中不仅详细介绍了各种智能控制方法,还提供了大量的工程实例,涵盖了工业自动化、航空航天、生物医学等多个领域。比如,在讲解自适应控制时,书中不仅阐述了模型参考自适应控制、梯度自适应控制等经典方法,还结合实际的飞行器姿态控制、机器人抓取力控制等案例,生动地展示了这些方法是如何在动态变化的环境中保持系统稳定和性能的。让我印象深刻的是,书中对每个案例的分析都非常深入,不仅仅是简单地描述应用场景,而是详细分析了在实际应用中可能遇到的挑战,以及智能控制方法是如何克服这些挑战的。例如,在机器人抓取力控制的案例中,书中讨论了如何利用神经网络来学习目标物体的柔顺特性,从而实现精确的力控制,避免对物体造成损伤。这种深入的分析,让我对智能控制的应用有了更具象的认识,也激发了我将所学知识应用到实际项目中的热情。

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