Applied Optimal Control

Applied Optimal Control pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Routledge
作者:Bryson, Arthur E.
出品人:
页数:496
译者:
出版时间:
价格:863.00元
装帧:Pap
isbn号码:9780891162285
丛书系列:
图书标签:
  • 最优控制
  • 优化控制
  • 最优控制
  • 控制理论
  • 应用数学
  • 工程学
  • 自动控制
  • 系统控制
  • 数学建模
  • 动态系统
  • 控制算法
想要找书就要到 小哈图书下载中心
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

《动态系统之精准驾驭:最优控制理论与实践》 在瞬息万变的现代工程与科学领域,对动态系统的精确描述、预测与控制能力至关重要。从航空航天器到能源网络,从机器人到生物医学系统,无一不依赖于复杂的动态过程。而“最优控制”作为一门深刻理解并高效管理这些动态系统的学科,其核心目标在于在满足系统约束的条件下,找到一种控制策略,使得系统的性能指标(如能量消耗、响应时间、鲁棒性等)达到最优。 本书《动态系统之精准驾驭:最优控制理论与实践》,旨在为读者构建一个坚实而全面的最优控制理论框架,并深入探讨其在实际工程问题中的应用。我们相信,掌握最优控制不仅仅是理解数学公式,更是掌握一种思维方式——一种在复杂环境中识别关键因素、权衡利弊并做出最优决策的能力。 理论基石:驾驭动态系统之魂 本书的理论部分将从最基础的概念出发,循序渐进地为您揭示最优控制的精髓。 动态系统的数学建模: 我们将首先聚焦于如何精确地用数学语言描述物理、工程或经济等领域的动态系统。从经典的微分方程、差分方程,到更现代的马尔可夫决策过程(MDP)和强化学习框架,我们将探讨不同类型的系统表示及其适用范围。您将学会如何将现实世界的复杂性提炼成可供分析和优化的数学模型。 性能指标的设定: 何为“最优”?这取决于我们关注的性能。本书将详细介绍各种常用的性能指标,包括但不限于:二次型性能指标(如LQR)、时间最优控制、能量最优控制、鲁棒性指标等。我们将深入分析这些指标背后的物理意义和数学特性,以及如何根据具体问题进行恰当的选取和设计。 变分法与最优性原理: 作为最优控制的数学基础,变分法提供了求解最优控制问题的强大工具。我们将详细阐述变分法的基本概念,如泛函、变分导数,并引出最核心的庞特里亚金最小(大)值原理。通过大量的实例,您将理解如何利用此原理推导出最优控制律的必要条件,从而为求解实际问题奠定理论基础。 动态规划与贝尔曼方程: 另一大核心理论工具是动态规划,其精髓在于“最优性原理”,即一个最优策略的子策略也必须是最优的。本书将深入讲解贝尔曼方程及其在离散时间与连续时间系统中的应用。您将学习如何通过动态规划解决诸如最短路径、资源分配等经典问题,并理解它与强化学习的深层联系。 状态空间与李雅普诺夫稳定性: 深刻理解系统的状态空间表示对于设计鲁棒的控制策略至关重要。我们将探讨线性与非线性系统的状态空间描述,并引入李雅普诺夫稳定性理论。您将学会如何分析系统的稳定性,以及如何设计稳定且性能优越的控制器。 最优估计与卡尔曼滤波: 在许多实际应用中,系统的真实状态往往无法直接测量,而是存在噪声。本书将介绍最优估计理论,重点讲解卡尔曼滤波及其变种(如扩展卡尔曼滤波EKF、无迹卡尔曼滤波UKF)。您将掌握如何利用传感器数据对系统状态进行最优估计,为最优控制提供准确的状态信息。 实践之翼:将理论应用于现实 理论的价值在于实践。本书的实践部分将聚焦于将抽象的最优控制理论转化为解决实际工程问题的强大工具。 线性二次调节器(LQR): 作为最优控制中最具代表性和最广泛应用的工具之一,LQR提供了一种系统性地设计线性系统最优状态反馈控制器的方法。我们将详细推导LQR的解决方案,探讨其鲁棒性以及如何通过调整权重矩阵来平衡性能与控制努力。 模型预测控制(MPC): MPC是一种先进的控制策略,它利用系统的动态模型,在每个控制周期内预测未来一段时间内的系统行为,并在此预测区间内求解一个最优控制问题,然后将求解出的最优控制序列的第一个分量施加于系统。本书将深入剖析MPC的工作原理、不同类型的MPC(如滚动优化MPC、有限预测MPC)及其在约束处理方面的优势。 数值优化方法: 许多最优控制问题,特别是对于非线性系统,无法通过解析方法获得精确解。因此,数值优化方法成为求解这些问题的关键。我们将介绍梯度下降、牛顿法、共轭梯度法等基础优化算法,并探讨它们在最优控制问题中的应用,包括直接法(如打散法)和间接法(如打散法配合数值求解器)。 强化学习与最优控制的融合: 近年来,强化学习在最优控制领域展现出巨大的潜力,尤其是在处理复杂、高维、模型未知或模型不精确的系统时。本书将探讨强化学习的核心算法,如Q-learning、SARSA、Actor-Critic等,并重点阐述如何将这些算法与最优控制框架相结合,以应对更广泛的现实问题。 案例研究与应用: 为了加深读者对理论与实践的理解,本书将提供一系列精心设计的案例研究。这些案例将涵盖不同领域,例如: 无人驾驶与机器人控制: 如何设计最优轨迹跟踪和避障策略。 能源系统优化: 如电网调度、电池管理系统的最优控制。 航空航天动力学: 飞行器的姿态控制、轨道规划。 生物医学工程: 药物剂量控制、生理系统建模与控制。 金融与经济建模: 投资组合优化、资源分配。 通过这些案例,您将学习如何识别问题中的关键要素,选择合适的模型和性能指标,运用所学的理论知识和数值工具来求解实际问题,并对结果进行分析和评估。 学习目标 完成本书的学习后,您将能够: 深刻理解最优控制的基本原理、核心概念和数学工具。 熟练掌握动态系统的建模方法,并能为特定问题选择合适的模型。 能够运用变分法、动态规划等理论工具分析和求解最优控制问题。 掌握LQR、MPC等经典最优控制策略的设计方法。 了解并初步掌握数值优化方法在求解最优控制问题中的应用。 理解强化学习与最优控制的联系,并初步掌握将其应用于实际问题的能力。 能够将所学知识应用于解决不同工程领域的实际问题,并对控制策略进行评估和优化。 适用读者 本书适合对控制理论、系统科学、人工智能、运筹学等领域感兴趣的本科生、研究生以及相关领域的工程师和研究人员。无论您是希望深入理解动态系统控制原理的理论研究者,还是寻求优化工程实践的工程师,都能从本书中获益。 《动态系统之精准驾驭:最优控制理论与实践》,将是您探索和驾驭动态世界,实现精准控制与最优决策的得力助手。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

这本书《Applied Optimal Control》的内容,给我带来了前所未有的挑战和启发。其中关于最优控制在机器人学中的应用部分,让我尤为着迷。作者通过分析典型的机器人运动规划问题,如路径优化和轨迹跟踪,展示了如何将最优控制的理论框架应用于机器人系统的设计和控制。书中对机器人动力学模型的推导、以及如何将其纳入到最优控制问题中进行求解,都给出了详细的步骤和指导。我曾经尝试着将书中的一个机器人轨迹优化算法应用到我自己的仿真模型中,虽然在参数调整和算法实现上遇到了不少困难,但最终的成果让我欣喜若狂。这本书不仅仅是传授知识,更是培养解决问题的能力。它让我学会了如何将复杂的工程问题分解成可管理的数学模型,如何运用最优控制的工具来寻找最佳解决方案,以及如何评估和验证所获得结果的有效性。这种实践性的学习体验,极大地提升了我对最优控制理论的理解和应用能力。

评分

《Applied Optimal Control》这本书所展现出的严谨性和深度,让我对最优控制这一学科有了全新的认识。在阅读过程中,我尤其被书中关于最优控制理论的数学基础的论述所吸引。作者花费了大量的篇幅来讲解变分法、哈密顿最优性原理以及庞特里亚金最小值原理,并且每一个原理的推导都清晰、详尽,逻辑性极强。这不像一些书籍那样,只是简单地给出公式,而是真正地去解释公式背后的数学思想。我记得有一次,我在理解一个复杂的泛函变分问题时,反复阅读了书中相关的章节,并对照着书中的例子进行演算,最终才茅塞顿开。这种对数学细节的专注,使得我在掌握最优控制理论时,能够更加深刻地理解其内在的数学本质。书中还引入了对凸优化理论的初步介绍,这对于理解某些最优控制算法的收敛性和最优性具有重要意义。虽然这本书的数学难度不低,但对于那些渴望深入理解最优控制理论的数学根基,并希望在其基础上进行更高级研究的读者来说,这本书无疑是一笔宝贵的财富。

评分

《Applied Optimal Control》这本书的书写风格,在我看来,是一种既严谨又不失启发性的结合。作者在讲解过程中,并没有堆砌大量的术语,而是力求用清晰易懂的语言来阐述复杂的概念。我尤其欣赏书中在介绍贝尔曼最优性原理时所采用的循序渐进的方式,从离散时间系统到连续时间系统,从状态约束到控制约束,每一个递进都伴随着详尽的数学推导和直观的解释。这一点对于我这种习惯于在理解数学原理的基础上进行学习的读者来说,尤为重要。书中穿插的许多思考题和练习,也极大地激发了我主动学习的欲望。我常常会在完成一个章节的学习后,尝试去解答其中的问题,虽然有些问题颇具挑战性,但通过独立思考和解决,我对自己所学知识的掌握程度有了更清晰的认识。此外,书中对一些经典最优控制问题的历史渊源和发展脉络的介绍,也让我看到了这个学科的深厚底蕴,增添了我进一步探索的兴趣。总而言之,《Applied Optimal Control》是一本能够帮助读者建立起扎实理论基础,并培养独立解决问题能力的优秀教材,它鼓励我去质疑、去探索,去用最优控制的思维方式看待工程世界的方方面面。

评分

《Applied Optimal Control》这本书,如同一个精密的设计蓝图,为我揭示了如何系统地解决工程中的优化问题。书中对不同类型最优控制算法的比较与选择,给我留下了深刻的印象。作者没有简单地罗列各种算法,而是深入分析了它们的优缺点、适用范围以及计算复杂度,并提供了如何在实际应用中根据具体需求进行选择的指导。例如,在讨论非线性最优控制问题时,书中对序列二次规划(SQP)方法的详细介绍,以及其在求解复杂优化问题时的优势,让我受益匪浅。我曾尝试着将SQP方法应用于一个实际的化工过程优化问题,虽然算法的收敛性受到初始猜测值的影响,但通过书中提供的技巧和对参数的调整,最终我能够获得一个满意的优化结果。这种对算法细节的深入剖析,以及在实践中进行验证的过程,极大地加深了我对最优控制理论的理解。这本书让我认识到,最优控制并非一蹴而就,而是需要对理论有深刻的理解,并结合实际情况灵活运用各种工具和方法。

评分

这本《Applied Optimal Control》如同一个久经考验的向导,带领我在控制理论的迷宫中穿梭,虽然它所承载的深度远超我的初次预期,但每一次翻阅都像是对未知领域的一次探索。刚拿到这本书时,封面简洁的设计并没有掩盖其内容的严谨与复杂。我尤其被书中对理论基础的铺陈所吸引,作者并没有急于展示复杂的算法,而是循序渐进地构建了最优控制问题的数学框架,从变分法到庞特里亚金最小值原理,每一个概念的引入都经过了细致的讲解和清晰的推导,让那些初次接触这一领域的读者,比如我,也能逐步理解其内在逻辑。书中穿插的案例分析更是点睛之笔,从飞行器轨迹优化到资源分配问题,这些贴近实际的例子让我深刻体会到最优控制在解决现实世界复杂挑战中的强大生命力。然而,正因为其内容的丰富性,初学者往往需要投入大量的时间和精力去消化吸收。我常常在阅读过程中停下来,反复琢磨公式的含义,尝试自己动手推导,有时甚至需要参考其他资料来加深理解。尽管如此,当我成功解决书中某个例题,或是理解了一个抽象的概念时,那种成就感是难以言喻的。这本书更像是一位耐心而严谨的导师,它不会直接给你答案,而是引导你去思考,去探索,去发现。对于那些渴望深入了解最优控制理论,并希望将其应用于实际工程问题的人来说,《Applied Optimal Control》无疑是一本不可多得的宝藏,但要完全掌握其精髓,则需要付出持之以恒的努力和深入的研究。

评分

从工程应用的视角来看,《Applied Optimal Control》这本书提供了一套极为实用的工具箱,让我得以将理论知识应用于实际的系统设计与分析。书中关于模型预测控制(MPC)的章节,给我留下了尤为深刻的印象。作者不仅详细介绍了MPC的基本原理、预测模型构建、以及滚动优化过程,还探讨了MPC在处理系统约束、鲁棒性以及计算效率等方面的关键问题。这些内容对于我理解并尝试在实际系统中实现MPC提供了宝贵的指导。我曾经利用书中提供的思路,对一个简单的动力学模型进行了仿真实验,虽然初期遇到了不少困难,但通过反复对照书中的算法描述和优化策略,我最终能够获得令人满意的控制效果。这种理论与实践相结合的学习体验,是我在阅读其他技术书籍时鲜少获得的。而且,书中对不同类型约束(如状态约束、控制约束)的处理方法,以及如何选择合适的优化算法来求解MPC问题,都给予了我深刻的启示。它让我明白,最优控制并非仅仅是理论推导,更是一门关于如何将数学模型转化为实际执行方案的艺术。

评分

《Applied Optimal Control》的出版,无疑为控制理论领域的研究者和工程师们提供了一份宝贵的研究资料。这本书的独特之处在于其对“应用”二字的深刻诠释,它不仅仅停留在理论的探讨,而是将抽象的数学模型与具体的工程实践紧密结合。在阅读过程中,我发现书中关于不同优化方法的介绍,如动态规划、梯度法等,都附有详尽的算法描述和实现要点,这对于我这样希望将理论知识转化为实际应用的读者来说,具有极高的参考价值。特别值得一提的是,作者在讲解这些算法时,并没有回避其局限性和计算复杂度,而是坦诚地分析了在不同应用场景下选择何种方法的考量因素,这种务实的态度让我深受启发。书中提供的许多数值算例,即使不直接转化为代码,也能帮助我理解算法的执行过程和结果的解释,从而建立起对理论与实践之间联系的直观感受。当然,这本书的深度也意味着它并非为所有读者量身定制。如果你是控制理论的初学者,可能会觉得某些章节的数学背景要求较高,需要一定的基础知识储备。但如果你已经具备了相关的数学和工程背景,并对如何利用数学工具解决实际问题充满热情,《Applied Optimal Control》将为你打开一扇通往更广阔领域的大门。它教会我如何系统地分析问题,如何将模糊的工程需求转化为清晰的数学模型,以及如何选择和运用合适的优化工具来找到最优解决方案。

评分

我必须承认,《Applied Optimal Control》这本书在我心中留下了深刻的印记,它不仅仅是一本技术书籍,更像是一次智力上的探险。我曾经花了好几个晚上,沉浸在书中关于状态空间方法与最优控制理论的融合中。作者以一种非常系统的方式,逐步揭示了如何将复杂的动力学系统纳入到最优控制的框架中。例如,在讨论线性二次型调节器(LQR)的部分,书中不仅给出了详细的推导过程,还深入分析了权阵选择对系统性能的影响,并引用了大量的图表来直观地展示不同权阵参数下的响应曲线。这种细致入微的讲解,让我摆脱了以往死记硬背公式的困境,真正理解了LQR的核心思想及其在实际系统设计中的意义。而且,书中对非线性最优控制方法的介绍,例如使用数值迭代方法求解哈密顿-雅可比方程,更是让我领略到了求解复杂问题的挑战与魅力。尽管有些章节的推导过程相当密集,需要反复阅读和演算,但每一次的突破都带来了巨大的满足感。这本书的价值在于它提供了一种思考问题的范式,教会我如何从一个全新的角度审视工程设计中的优化问题,并提供了一套强大的理论工具来指导我的研究。

评分

我必须坦诚,《Applied Optimal Control》这本书的篇幅和内容的深度,确实给我的学习带来了一定的压力,但随之而来的回报也是巨大的。书中关于最优控制在航空航天领域的应用,例如飞行器轨迹优化和姿态控制,让我看到了最优控制理论的强大生命力。作者通过一系列具体的案例,展示了如何将最优控制的思想应用于设计高效、经济的飞行器。我特别欣赏书中在分析一个具体的飞行器变轨问题时,所展示的数学建模、约束条件设定、以及优化算法选择的全过程。这种从问题提出到解决方案落地的完整流程,让我对最优控制在工程实践中的价值有了更加直观的认识。尽管书中部分章节的数学推导十分密集,需要反复钻研,但每一次的理解和突破都让我感到无比的振奋。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本激发思考、培养创新能力的宝典。

评分

《Applied Optimal Control》这本书,无疑是一本具有里程碑意义的著作,它以一种前所未有的深度和广度,探讨了最优控制理论及其在各个工程领域的应用。我曾花费了大量的时间,专注于书中关于随机最优控制的章节。作者并没有回避这一复杂的主题,而是从概率论和随机过程的基础出发,逐步引入了马尔可夫决策过程(MDP)和动态规划的思想,并进一步拓展到随机动态系统下的最优控制问题。书中对不同类型随机性(如过程噪声和测量噪声)的处理方法,以及如何设计鲁棒的最优控制器,都给出了详尽的阐述。我记得在理解一个关于投资组合优化的随机控制模型时,我反复阅读了相关的数学推导,并尝试着进行数值仿真。这本书让我深刻体会到,在面对不确定性和随机性时,最优控制理论所能提供的强大分析工具和解决方案。尽管这一领域的数学背景要求较高,但《Applied Optimal Control》凭借其清晰的讲解和丰富的案例,成功地为我打开了通往随机最优控制研究的大门。

评分

最经典的最优控制著作

评分

最经典的最优控制著作

评分

最经典的最优控制著作

评分

最经典的最优控制著作

评分

最经典的最优控制著作

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 qciss.net All Rights Reserved. 小哈图书下载中心 版权所有