具体描述
Covers developments in bilinear systems theory Focuses on the control of open physical processes functioning in a non-equilibrium mode Emphasis is on three primary disciplines: modern differential geometry, control of dynamical systems, and optimization theory Includes applications to the fields of quantum and molecular computing, control of physical processes, biophysics, superconducting magnetism, and physical information science
深度解析：现代工程控制的基石与前沿 本书深入探讨了现代工程领域中至关重要的一类系统——双线性系统（Bilinear Systems）的优化与控制理论及其应用。双线性系统以其独特的非线性特性，在众多学科中扮演着核心角色，从复杂的化学反应器到精密的航空航天姿态控制，再到生物医学工程的动态建模，都离不开对这类系统的深刻理解和有效调控。 本书并非仅仅停留在理论的罗列，而是力求构建一个系统、严谨且富有实践意义的知识体系。我们从双线性系统的基本定义和数学建模出发，逐层深入，揭示其内在的复杂性与控制的挑战。书中详细阐述了描述双线性系统的各种数学框架，包括其状态空间方程的建立，以及如何识别和分析其关键的非线性耦合项。 核心理论与方法 在理论层面，本书重点关注双线性系统的最优控制问题。我们将详尽解析多种经典与现代的最优控制方法，并特别针对双线性系统的特点进行修正与发展。 变分法与庞特里亚金最小（大）值原理：这是理解最优控制的基石。我们不仅会回顾这些基本原理，还会深入探讨它们在解决双线性系统最优控制问题时的具体应用，包括如何推导必要条件，以及求解伴随方程组的难点与技巧。 动态规划与Hamilton-Jacobi-Bellman（HJB）方程：动态规划提供了一种自适应的解决最优控制问题的思路。本书将详细介绍其在双线性系统中的应用，包括计算最优反馈控制策略的挑战，以及HJB方程的推导与求解方法。 数值优化方法：鉴于许多双线性系统问题的解析解难以获得，本书将重点介绍一系列先进的数值优化算法，如梯度下降法、牛顿法、共轭梯度法以及更复杂的序列二次规划（SQP）等。我们将详细阐述这些方法在双线性系统最优控制中的具体实现步骤、收敛性分析以及在实际工程中的应用考量。 模型预测控制（MPC）：作为一种前沿的反馈控制策略，MPC在处理约束和优化性能方面表现出色。本书将深入讲解如何将MPC框架应用于双线性系统，包括预测模型的建立、滚动优化问题的求解以及在实时控制中的挑战。我们将探讨不同的MPC设计策略，以应对双线性系统模型的复杂性和计算的实时性要求。 控制策略与稳定性分析 除了最优控制，本书还关注双线性系统的稳定性分析与设计。 Lyapunov稳定性理论：我们将详细介绍Lyapunov直接法和间接法在分析双线性系统稳定性方面的应用。重点将放在如何构造合适的Lyapunov函数来证明系统的稳定性，以及如何设计控制器以保证期望的稳定性。 线性矩阵不等式（LMIs）：LMIs作为一种强大的数学工具，已被广泛应用于控制系统的设计与分析。本书将展示如何利用LMIs来设计双线性系统的镇定控制器，分析系统的鲁棒性，以及进行参数优化。我们将详细阐述如何将双线性系统的控制问题转化为求解LMIs，并讨论相关的求解算法。 鲁棒控制：现实世界中的双线性系统往往存在模型不确定性和外部扰动。本书将探讨鲁棒控制的设计方法，确保控制器在参数变化或扰动存在的情况下仍能保持良好的性能和稳定性。 实际应用与案例分析 理论的深度最终需要落脚于实践。本书通过大量的案例研究，展示了双线性系统优化与控制理论在各个领域的实际应用。 化学工程：例如，复杂化学反应器的动力学模型常表现出非线性耦合特性，本书将探讨如何通过最优控制实现反应产率的最大化或能耗的最小化，以及如何设计控制器以保证反应过程的稳定。 航空航天：航天器姿态控制、轨道机动等问题涉及到复杂的非线性动力学，本书将分析如何利用双线性控制理论来设计精确且高效的姿态控制系统，以及如何进行轨道优化。 生物医学工程：例如，药物动力学模型、生理系统的调控等都可以用双线性系统来描述。本书将展示如何应用最优控制方法来设计给药策略，以达到最佳的治疗效果，或如何理解和调控生物信号的传递。 机器人学：机器人关节的运动控制，特别是涉及多自由度耦合的复杂系统，也常呈现双线性特征。本书将探讨如何实现机器人的精确轨迹跟踪和力控制。 本书特色 理论严谨性与数学深度：本书在数学推导上力求严谨，为读者提供坚实的理论基础。 方法的多样性与前沿性：涵盖了经典与现代的多种优化与控制方法，既有理论深度，也注重实际应用。 丰富的实例与案例分析：通过具体工程实例，帮助读者理解抽象的理论概念，并掌握实际应用技能。 循序渐进的讲解方式：从基本概念出发，逐步深入到复杂的理论与算法，适合不同背景的读者。 本书适合于从事控制理论研究、系统建模与仿真、以及在相关工程领域工作的研究生、博士后、研究人员和工程师。通过本书的学习，读者将能够深入理解双线性系统的特性，掌握分析和设计双线性系统最优控制器和镇定控制器的先进方法，并能将其应用于解决实际工程问题，为推动相关领域的发展贡献力量。
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
评分
评分
评分
评分
相关图书
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 等
© 2026 qciss.net All Rights Reserved. 小哈图书下载中心 版权所有