Computer Aided Design in Control Systems 1988 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Pergamon

作者:Zhen-Yu Chen

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1989-05

价格:USD 195.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780080357386

丛书系列:

图书标签:

• Control Systems
• CAD
• Computer Aided Design
• Engineering
• Automation
• Modeling
• Simulation
• 1988
• Systems Engineering
• Design Engineering

智能系统设计中的计算辅助方法：理论与实践前沿 本书深入探讨了在复杂控制系统设计中，利用计算机辅助设计（CAD）技术所带来的变革性力量。作者将读者从基础理论的梳理引入到前沿的实际应用，旨在为工程师、研究人员和高级学生提供一个全面、深入的视角。 第一部分：理论基石与数学框架 本书的开篇，我们首先着眼于现代控制理论的核心概念，并阐述它们如何为计算机辅助设计提供坚实的基础。这包括对线性系统、非线性系统、状态空间方法、传递函数模型以及稳定性理论的详尽回顾。理解这些基本原理对于有效利用CAD工具至关重要，因为CAD工具的设计初衷就是为了解决这些理论所描述的复杂数学问题。 接着，我们将深入探讨在控制系统设计中扮演关键角色的数学工具。例如，拉普拉斯变换、傅里叶分析以及Z变换等在时域和频域分析中的应用将被深入解析。数值分析和矩阵运算，作为现代计算的基石，也将得到详细介绍，它们是CAD算法的核心驱动力。此外，优化理论，特别是线性规划、非线性规划以及动态规划，它们为系统性能的提升和资源的最优分配提供了数学上的指导，其在CAD软件中的集成和应用也将是本书的重要组成部分。 第二部分：计算机辅助设计核心技术 本部分将聚焦于计算机辅助设计在控制系统领域的具体技术和方法。我们将详细介绍模型构建与仿真技术，包括如何利用数学方程、框图以及仿真软件来精确描述和预测控制系统的动态行为。模型的辨识技术，即如何从实际数据中提取系统模型，也将作为关键内容进行讲解。 参数优化与鲁棒控制设计是CAD技术的核心应用之一。本书将介绍如何利用优化算法来寻找最优的控制器参数，以达到预期的性能指标，如快速响应、高精度和低超调。同时，我们将深入探讨鲁棒控制的设计方法，以及CAD工具如何帮助工程师设计出在模型不确定性或外部扰动下仍能保持良好性能的控制器。 滤波与估计技术，特别是卡尔曼滤波及其变种，在处理带有噪声的测量数据并估计系统状态方面至关重要。本书将详细阐述这些滤波算法的原理，并演示CAD工具如何辅助其设计和实现。 第三部分：先进的CAD工具与平台 本书将对当前广泛使用的计算机辅助设计工具和平台进行深入的介绍和比较。我们将重点分析几款主流的软件系统，例如MATLAB/Simulink及其在控制系统设计中的强大功能。这包括其在模型创建、仿真、分析、设计以及代码生成方面的能力。 此外，本书还将涉及其他重要的CAD工具，例如LabVIEW、Python的科学计算库（如NumPy, SciPy, Control Systems Library）等，并分析它们各自的优势和适用场景。我们将强调这些工具如何通过图形化界面、丰富的函数库以及灵活的编程能力，极大地提高了控制系统设计的效率和准确性。 第四部分：特定领域的应用与案例研究 为了更直观地展示CAD技术在控制系统设计中的实际价值，本书将深入探讨其在多个关键领域的应用。我们将详细分析航空航天、汽车工程、机器人技术、过程控制以及电力系统等领域的具体案例。 在航空航天领域，我们将展示如何利用CAD工具设计飞行控制系统，实现飞机的稳定与机动。在汽车工程中，我们将聚焦于自动驾驶、发动机控制以及防抱死刹车（ABS）等系统的设计。机器人技术的应用将涵盖路径规划、关节控制以及感知与决策。过程控制部分将侧重于工业生产中的温度、压力、流量等参数的精确控制。在电力系统领域，我们将探讨智能电网、新能源并网以及系统稳定性的设计。 每个案例研究都将遵循从问题建模、系统分析、控制器设计、仿真验证到实际应用部署的完整流程，清晰地展示CAD技术在整个设计生命周期中的作用。 第五部分：未来发展与挑战 在本书的最后部分，我们将展望计算机辅助设计在控制系统领域的未来发展趋势。我们将探讨人工智能、机器学习与控制系统设计的融合，以及这些新技术将如何进一步提升CAD工具的能力。例如，基于学习的控制器设计、自适应控制系统的自动生成等。 同时，本书也将关注当前CAD技术面临的挑战，例如复杂系统的建模难度、实时性要求、以及跨平台兼容性等问题。我们将探讨如何通过更先进的算法、更强大的计算能力以及更开放的工具链来克服这些挑战。 结论 《智能系统设计中的计算辅助方法》旨在为读者提供一个关于现代控制系统设计中CAD技术应用的全面而深入的知识体系。通过理论与实践的结合，理论基石的巩固，核心技术的剖析，以及实际案例的展示，本书将帮助读者掌握利用计算机辅助设计工具解决复杂控制问题所需的关键技能，并为他们在这个快速发展的领域中开创新的可能提供坚实的理论基础和实践指导。

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