Nonlinear and Adaptive Control Design pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Krstic, Miroslav/ Kanellakopoulos, Ioannis/ Kokotovic, Petar

出品人:

页数:576

译者:

出版时间:1995-6

价格:1680.00元

装帧:

isbn号码:9780471127321

丛书系列:

图书标签:

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• 专业参考书
• 控制理论
• 非线性控制
• 自适应控制
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• 动态系统

《精密工程与制造技术前沿》 图书简介 本书系统梳理了精密工程与先进制造技术的最新发展动态、核心理论与关键技术，旨在为相关领域的研究人员、工程师、技术人员以及高等院校的师生提供一个全面、深入的学习和参考平台。内容涵盖了从微纳精密加工到智能制造系统的集成，从材料性能的精准调控到产品全生命周期的质量保障，力求展现精密工程与制造领域的多学科交叉性和前沿性。 第一章：微纳精密加工技术 本章聚焦于当前精密制造领域最具挑战性与创新性的微纳尺度加工技术。我们将深入探讨激光微细加工的机理与应用，包括超快激光加工在纳米结构制备、表面功能化等方面的独特优势。化学机械抛光（CMP）作为平面化与超光滑表面制造的关键技术，其化学反应机理、研磨液组分优化、工艺参数控制等将得到详细阐述，特别是在半导体芯片制造中的至关重要作用。微纳注塑成型技术，作为批量化微纳器件生产的重要手段，将分析其模具设计、材料流动性、成型收缩率控制等核心问题，并介绍其在微流控芯片、生物传感器等领域的应用案例。电化学加工（ECM）与电火花加工（EDM）作为非接触式与高精度加工方法，将解析其加工原理、电极设计、工艺参数优化，以及在难加工材料（如高温合金、钛合金）精密成形方面的表现。此外，本章还将介绍微纳成形的新兴技术，如超声波辅助加工、离子束刻蚀等，并探讨这些技术在微机电系统（MEMS）和纳米技术发展中的关键作用。 第二章：先进材料的精密制造与性能调控 材料是工程应用的基础，而精密制造则是实现材料高性能的关键。本章将重点关注先进材料的制备、加工与性能的精准调控。首先，我们将深入研究高性能金属合金（如钛合金、镍基高温合金、形状记忆合金）的精密铸造、锻造与热处理工艺，强调其显微组织控制、力学性能优化以及残余应力管理。陶瓷材料的精密加工，包括粉末制备、成形技术（如注浆、挤出、3D打印）、烧结工艺优化，以及后续的精加工（如金刚石磨削、激光抛光），将得到详细介绍，并讨论其在高温、耐磨、绝缘等极端环境下的应用。高分子材料的精密成形，如精密注塑、挤出、吹塑，以及新型成形技术（如反应注射成型 RTM、薄膜成型），将结合材料的流变学特性、热力学行为进行分析，关注其在医疗器械、电子封装等领域的应用。复合材料的精密制造，特别是纤维增强复合材料（如碳纤维增强聚合物 CFRP）的铺层、固化、连接技术，将探讨其成形过程中纤维取向控制、界面性能优化等关键技术。此外，本章还将介绍功能性材料（如压电陶瓷、磁性材料、半导体材料）的精密制备技术，以及如何通过精确的微观结构设计和表面工程实现其特定功能。 第三章：增材制造（3D打印）与智能化生产 增材制造，即3D打印，以其高度的灵活性和设计自由度，正在深刻改变制造业的面貌。本章将全面探讨3D打印技术在精密工程与制造中的应用。首先，我们将分类介绍主流的金属3D打印技术，包括选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）、激光-电弧复合熔焊（LMD-Arc）等，分析其工艺机理、材料适应性、打印精度与表面质量，以及在航空航天、医疗植入物等领域的应用。聚合物3D打印技术，如熔融沉积成型（FDM）、光固化（SLA/DLP）、选择性激光烧结（SLS），将讨论其在原型制作、功能部件制造、生物打印等方面的潜力。陶瓷3D打印技术，如粘结剂喷射、光固化、膏体挤出，将分析其在复杂陶瓷结构制造中的挑战与机遇。本章还将重点关注3D打印过程中的智能化控制与优化，包括打印路径规划、参数自适应调整、在线质量监控与缺陷检测。此外，将探讨3D打印与传统制造工艺的结合，以及如何构建基于3D打印的智能化生产线，实现高效、定制化的生产模式。 第四章：智能传感与精密测量技术 精密工程与先进制造离不开高精度、高实时性的传感与测量技术。本章将深入研究智能传感器的设计、制造与应用，以及在精密测量领域的新进展。我们将分析基于光学原理的精密测量技术，如激光干涉测量、三维扫描、结构光测量，探讨其在尺寸、形貌、表面粗糙度测量中的精度与局限性。力学传感技术，包括应变片、压阻传感器、MEMS传感器，将介绍其工作原理、灵敏度、稳定性，以及在动态载荷监测、结构健康诊断中的应用。温度、压力、流量等物理量的精密测量，以及化学传感与生物传感技术，将结合具体应用场景进行阐述。本章还将重点介绍无损检测（NDT）技术，如超声波检测、X射线成像、涡流检测，分析其在材料内部缺陷、结构完整性评估中的作用。智能传感器的集成与数据融合，以及机器学习在传感器数据分析与状态预测中的应用，将是本章的重要研究方向。同时，还将探讨微纳尺度精密测量技术，如原子力显微镜（AFM）、扫描隧道显微镜（STM）的应用。 第五章：精密装配与自动化生产线 精密装配是实现产品功能与性能的关键环节，而自动化生产线的构建则是提高生产效率与产品质量的重要保障。本章将系统阐述精密装配的技术要求、方法与自动化策略。我们将深入研究微纳精密装配技术，包括微机器人辅助装配、高精度视觉定位系统、超声波辅助对准技术，以及在微电子器件、光电器件、MEMS产品制造中的应用。大型精密部件的装配，如航空发动机、精密机床、光学仪器，将讨论其装配精度要求、装配误差分析与补偿、以及装配过程的仿真与优化。自动化装配线的设计与构建，将包括机器人选型与路径规划、夹持器设计、自动化检测与质量反馈系统。本章还将关注柔性制造系统（FMS）与智能制造执行系统（MES）在精密装配中的作用，以及如何实现生产过程的实时监控、调度与优化。此外，还将探讨人机协作在精密装配中的应用，以及虚拟现实（VR）/增强现实（AR）技术在装配指导与培训中的潜力。 第六章：产品全生命周期质量控制与可靠性工程 产品质量与可靠性是精密工程与先进制造的最终目标。本章将从产品全生命周期的角度，系统探讨质量控制与可靠性工程的相关理论与技术。我们将深入研究质量管理体系（如ISO 9000系列），以及六西格玛、精益生产等先进质量管理方法在精密制造中的应用。本章还将重点关注设计阶段的质量策划，包括失效模式与影响分析（FMEA）、质量功能展开（QFD），以及如何在产品设计中融入可靠性设计原则。制造过程中的质量控制，将涵盖统计过程控制（SPC）、试验设计（DOE）、过程能力分析等工具的应用。产品可靠性评估，包括可靠性测试方法（如加速寿命试验）、可靠性建模与预测，以及系统可靠性分析。本章还将讨论产品在使用阶段的健康监测与维护，以及剩余寿命预测技术。最后，将探讨如何建立贯穿产品设计、制造、使用、报废全生命周期的质量信息反馈与改进机制，以实现持续的产品质量提升与可靠性保障。 第七章：精密工程与制造的未来发展趋势 展望未来，精密工程与先进制造领域将继续朝着更加智能化、绿色化、个性化的方向发展。本章将对该领域的未来趋势进行探讨。我们将关注人工智能（AI）与机器学习在设计优化、工艺控制、质量预测、设备维护等方面的深度融合。工业物联网（IIoT）与数字孪生技术在构建智能工厂、实现过程透明化与可追溯性方面的作用将得到进一步强调。绿色制造与可持续发展，包括节能降耗、减少污染、资源循环利用，将成为技术创新与产业升级的重要驱动力。个性化定制与按需制造，将得益于增材制造、柔性自动化生产线的进一步成熟。纳米技术、生物技术与信息技术的交叉融合，将催生更多颠覆性的精密制造技术与产品。此外，本章还将探讨新材料、新能源、量子计算等前沿技术对精密工程与制造的潜在影响，以及如何应对未来全球化竞争与技术变革带来的挑战。 本书通过对上述七个章节的系统性阐述，旨在为读者构建一个清晰、全面、深入的精密工程与先进制造技术知识体系，激发读者在这一充满活力和创新机遇的领域中进行深入研究和实践。

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我花了相当长的时间在研究自适应控制的部分，而这本书在这方面展现出的深度和广度令人印象深刻。许多教材在处理参数不确定性时，往往局限于最简单的参数辨识和基于模型的自适应律，但这本书显然走得更远。它清晰地剖析了间接自适应控制和直接自适应控制的内在逻辑差异，以及它们在面对非线性和外部扰动时的优势与劣势。尤其值得称赞的是，作者对“在线学习”和“鲁棒性”之间的权衡进行了细致的讨论。在我参与的一个飞行器控制项目中，我们正面临着气动参数随速度变化的难题，这本书中关于基于误差的自适应律（Error-based Adaptive Laws）的分析，直接为我们提供了一个切实可行的设计框架，它避免了对系统动态的完整先验知识的苛求，而将重点放在了如何利用系统输出误差来驱动参数更新，这种务实的态度在学术著作中并不多见。书中对参数收敛性的证明过程严谨而不失清晰，即便涉及到更先进的鲁棒自适应设计（Robust Adaptive Control），也能用清晰的分解步骤引导读者理解其核心思想，避免了陷入纯粹的数学泥潭。

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总的来说，阅读**《Nonlinear and Adaptive Control Design》**是一次令人心潮澎湃的智力旅程。这本书的价值在于它建立了一个坚实的理论基石，同时又始终保持着对工程可行性的尊重。它成功地将那些看起来高不可攀的控制设计方法，通过清晰的逻辑链条和恰到好处的数学工具，展现在我们面前。书中的结论和设计准则具有极强的可移植性，这意味着我可以在不同的应用场景中——无论是流体动力学控制、化学反应器调控，还是更偏向于机械电子领域的问题——都能找到与其核心思想相契合的解决方案。它的篇幅虽然不薄，但阅读体验却非常流畅，这得益于作者对知识点间逻辑关系的精准把握。对于希望从“会用”线性控制器跨越到“精通”复杂系统动态控制的专业人士来说，这本书无疑是一部不可或缺的里程碑式的著作，它提供的不仅仅是答案，更是思考和解决问题的全新范式。

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这本书，**《Nonlinear and Adaptive Control Design》**，简直是控制理论领域的一股清流，尤其是对于那些在经典线性控制方法上碰壁的工程师和研究人员来说。我刚翻开前几页，就被作者那种直击本质的叙述方式所折服。它没有过多纠缠于繁复的数学推导的表面，而是深入浅出地探讨了非线性系统固有的复杂性和不确定性，以及我们如何用更精妙的工具去驾驭它们。比如，书中对于李雅普诺夫稳定性理论的阐述，绝非教科书式的堆砌公式，而是配以大量直观的例子，让人能真正体会到“能量函数”在保证系统长期行为中的核心地位。更让我惊喜的是，作者在讲解诸如滑模控制（Sliding Mode Control）这类经典非线性方法时，并没有回避其固有的抖振问题，而是直接引出了如何通过边界层设计等手段来优化实际性能，这对于我这种追求工程实用性的读者来说，是极大的福音。这本书的结构安排非常巧妙，从基础的几何非线性概念过渡到更为复杂的自适应和鲁棒性设计，每一步都像是搭建一座坚固的桥梁，每一步都承载着重要的理论支撑，让人在阅读过程中信心倍增。它不是那种读完就忘的参考书，更像是一本需要反复研读的“内功心法”，每次重读都能发现新的领悟。

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关于反馈线性化和微分几何的应用，这本书的处理方式非常高明。很多书籍要么将这部分内容处理得过于抽象，要么仅仅停留在仿射系统（Affine Systems）的初级应用层面。然而，这本书却致力于展示如何利用微分几何的强大工具来系统地理解和简化非线性系统的控制设计过程。作者通过精心挑选的例子，展示了如何识别可控性、可观性，以及如何通过坐标变换（Transformation）将一个复杂的非线性系统转化为一个更易于处理的线性系统形式，从而应用成熟的线性控制技术。更关键的是，它没有止步于此，而是讨论了当系统不完全可反馈或存在零动态（Zero Dynamics）不稳定时，如何设计出局部稳定的反馈控制器。这种层层递进的讲解方式，极大地提升了读者对系统内在结构和控制目标之间关系的理解深度，对于从事复杂机械臂或航空航天姿态控制的工程师来说，这些洞察是无价之宝。它真正教会了你如何“看穿”非线性，而不是仅仅“套用”公式。

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这本书的叙事风格有一种老派的严谨和对精确性的执着，这对于我们这些在工程边界上探索的人来说，是非常宝贵的品质。我发现它在处理“奇异性”和“有限时间稳定”这些棘手问题时，表现出了极高的专业水准。例如，在讨论反步法（Backstepping）时，作者没有仅仅停留在标准的流程演示上，而是深入挖掘了如何处理复杂耦合项和系统故障对反步设计带来的挑战，并引入了诸如“动态增益”或“能量塑形”等高级技巧。这种对细节的关注，使得这本书不仅仅是一本理论手册，更像是一本实战经验的总结。它迫使读者去思考那些在教科书上被轻易略过的“边界情况”，这些边界情况往往才是决定真实世界控制系统成败的关键所在。阅读过程中，我仿佛能感受到作者在无数次仿真和实验失败后提炼出的智慧，那些关于状态约束、饱和执行器等实际限制的讨论，让这本书的价值远超纯粹的数学美感，直指工程实践的痛点。

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做自适应控制的人不得不读的一本书，大牛的给力之作！！

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