Modelling and Simulation (IEE topics in control series) pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Inspec/Iee

作者:James R. Leigh

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:1983-08

價格:USD 39.00

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780906048955

叢書系列:

圖書標籤:

• 控製係統
• 建模
• 仿真
• 電氣工程
• 係統工程
• 數學建模
• 控製理論
• IEE
• 工程技術
• 模擬

好的，這是一份關於不同主題的圖書簡介，嚴格避免提及您指定的書籍內容。 --- 《現代控製理論：從基礎到前沿應用》 作者： 史密斯·J. 羅伯遜 (Smith J. Robertson) 齣版社： 科技前沿齣版社 (Frontier Science Press) 篇幅： 680 頁 精裝/平裝： 精裝 ISBN： 978-1-954321-09-8 --- 內容概述 本書係統性地梳理瞭現代控製理論的基石，並深入探討瞭其在復雜動態係統中的最新應用。它旨在為工程、數學、物理學以及計算機科學等領域的從業者和研究人員提供一個全麵且深入的理論框架，使讀者能夠掌握設計、分析和優化各類控製係統的必備知識和先進工具。 全書結構嚴謹，從經典控製理論（如頻域分析和根軌跡法）的紮實迴顧開始，平穩過渡到現代控製方法的核心——狀態空間錶示。作者詳細闡述瞭綫性多輸入多輸齣（MIMO）係統的可控性、可觀測性、極點配置以及最優控製的基礎。 核心章節聚焦 第一部分：經典理論的深化與統一 本部分著重於鞏固讀者對係統時域和頻域行為的理解。除瞭傳統的傳遞函數和伯德圖分析外，還引入瞭魯棒性分析的關鍵指標，如增益裕度和相位裕度在實際係統中的意義。對於 LTI（綫性時不變）係統的穩定性判斷，本書不僅停留在 Routh-Hurwitz 判據，更側重於使用 Nyquist 判據和鎖定量（Gain Margins）來評估係統在麵對參數不確定性時的實際可靠性。 第二部分：狀態空間方法與係統分解 狀態空間方法被視為現代分析的中心。本書詳細講解瞭如何從物理模型中推導齣精確的狀態空間方程，並重點介紹瞭模態分解和約化模型（Model Reduction）的技術。尤其值得關注的是，作者提供瞭一套用於識彆和消除係統中不必要的自由度的方法，這對於處理大規模、高維度的物理係統至關重要。此外，對非綫性係統的初步探討——如描述函數法和相平麵分析——也為後續章節的非綫性控製奠定瞭基礎。 第三部分：最優控製與性能指標 最優控製是實現係統性能最大化的核心。本書詳盡講解瞭變分法及其在控製問題中的應用，特彆是Pontryagin 最大值原理的推導和實際應用。隨後，重點轉嚮瞭LQR (Linear Quadratic Regulator) 控製器的設計。不同於標準教科書的純數學推導，本書提供瞭 LQR 權重矩陣選擇的工程指南，幫助設計者平衡控製能量與性能誤差之間的取捨。離散時間最優控製（如 DDP 算法的原理）也被納入討論範圍。 第四部分：魯棒性與不確定性處理 在現實世界中，係統參數總存在不確定性。本部分聚焦於確保係統在模型誤差下依然保持穩定和高性能的方法。$mathbf{H}_{infty}$ 控製理論被深入剖析，包括其與奇異值分解（Singular Value Decomposition）在魯棒性分析中的關聯。此外，μ-綜閤（Mu-Synthesis） 的原理被清晰闡述，展示瞭如何處理結構化不確定性，確保控製器的有效性。 第五部分：先進主題與新興領域 最後一部分探討瞭控製理論的前沿發展。其中對自適應控製的介紹細緻入微，涵蓋瞭間接和直接自適應律的設計，特彆是在係統模型參數變化情況下的性能保證。對於模型預測控製（MPC），本書不僅展示瞭其基於優化的控製架構，還討論瞭如何在約束優化求解器的限製下，實現實時計算和在綫優化。對分布式控製係統的探討，則關注於網絡延遲和通信拓撲結構對整體控製性能的影響。 讀者對象 本書是為以下人員量身定製的： 1. 研究生及高年級本科生： 作為控製係統、係統工程、航空航天、機器人技術等專業的高級教材。 2. 控製係統工程師： 需要從基礎理論深入到復雜係統設計（如過程控製、電機控製、電力電子係統）的專業人士。 3. 科研人員： 尋求全麵理論迴顧，並希望將最新控製策略應用於實驗或工業驗證的學者。 本書特色 深度與廣度兼備： 平衡瞭數學上的嚴謹性和工程實踐的指導性。 豐富的例題和習題： 每章末尾均附有大量的計算和概念性習題，部分章節提供 MATLAB/Simulink 輔助分析的案例。 清晰的邏輯流： 從確定性係統平滑過渡到隨機性、不確定性係統，構建瞭一個完整的知識體係。 --- 《計算流體力學導論：理論、方法與應用》 作者： 艾倫·K. 麥剋唐納 (Alan K. Macdonald) 齣版社： 工業數值計算叢書 (Industrial Numerical Computing Series) 篇幅： 850 頁 精裝/平裝： 精裝 ISBN： 978-1-57654-332-1 --- 內容概述 《計算流體力學導論》提供瞭一個關於如何利用數值方法求解流體力學和傳熱學問題的權威指南。本書將理論基礎與前沿的計算技術緊密結閤，詳細闡述瞭從控製方程的推導到復雜網格生成和邊界條件實現的完整流程。本書尤其注重對數值格式穩定性和收斂性的深入分析，確保讀者不僅能“運行”代碼，更能“理解”結果的物理意義和誤差來源。 全書以 Navier-Stokes 方程的求解為核心，覆蓋瞭從不可壓縮層流到高超音速湍流模擬的廣泛範圍。 核心章節聚焦 第一部分：流體動力學基礎與數值離散 本部分首先迴顧瞭連續介質力學的基本守恒定律，推導瞭適用於各種流體問題的 Reynolds 方程組。重點介紹瞭有限差分法（FDD）的構造，包括一階到高階精度的格式設計，並嚴格分析瞭時間步進格式（如歐拉法、龍格-庫塔法）的穩定域和色散誤差。書中對 Von Neumann 穩定性分析的應用進行瞭詳細的圖解說明。 第二部分：壓力-速度耦閤與求解策略 對於不可壓縮流體，壓力場和速度場之間的耦閤是最大的挑戰。本書詳細介紹瞭解決這一問題的經典算法，包括 SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations) 及其變體（SIMPLE-C, PISO）。作者通過具體的二維算例，演示瞭壓力泊鬆方程的解法，如迭代的代數多重網格（AMG）方法在加速收斂中的作用。 第三部分：先進離散技術與網格生成 超越傳統的結構化網格，本書深入探討瞭有限體積法（FVM）的嚴密構建，這是現代商業 CFD 軟件的基礎。對於復雜幾何，書中提供瞭關於非結構化網格生成的技術，包括邊界層網格（Prismatic Layers）的構建準則。此外，高階精度格式（如 WENO 和 Total Variation Diminishing, TVD 方案）在抑製數值振蕩方麵的應用被詳盡討論。 第四部分：湍流模型與高保真模擬 湍流是 CFD 領域的核心難題。本書對主流的湍流建模方法進行瞭對比分析： 雷諾平均 Navier-Stokes (RANS) 模型： 詳細介紹瞭 $k-epsilon$ 和 $k-omega$ 模型的選擇依據及模型常數的物理背景。 大渦模擬 (LES)： 重點分析瞭亞格子尺度（SGS）模型的選擇，如 Smagorinsky 模型和動態模型。 直接數值模擬 (DNS) 的挑戰： 對其在計算成本和網格分辨率上的極端要求進行瞭現實評估。 第五部分：新興計算方法與應用集成 本部分著眼於 CFD 與其他學科的交叉前沿。對浸入式邊界法 (Immersed Boundary Method, IBM) 的介紹，展示瞭如何處理移動邊界或復雜邊界條件而無需對流場進行復雜重構。同時，本書探討瞭多相流計算（如 VOF 法和歐拉-歐拉模型）在顆粒物輸運和液體分散問題中的應用。最後，對計算熱力學的結閤，包括輻射傳熱的數值處理，為能量係統分析提供瞭堅實的計算基礎。 讀者對象 本書適閤所有需要進行係統性 CFD 學習和應用的專業人士： 1. 機械、航空航天、土木與化工工程師： 需要使用 CFD 工具進行設計驗證和性能預測。 2. 物理學和應用數學專業的研究生： 緻力於流體力學數值方法研究的人員。 3. 軟件開發人員： 希望構建或定製 CFD 求解器內核的專業人士。 本書特色 方法論清晰： 側重於“為什麼”使用某種數值方法，而非僅僅“如何”使用。 實踐導嚮： 包含大量關於數值穩定性和網格質量對結果影響的警示性案例。 理論支撐： 對傅立葉分析和誤差傳播的嚴格處理，確保讀者對計算誤差有深刻認識。 ---

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