现代动力系统理论导论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:世界图书出版公司

作者:卡托克 编

出品人:

页数:802

译者:

出版时间:2011-4

价格:99.00元

装帧:Paperback

isbn号码:9787510032929

丛书系列:

图书标签:

• 系统
• 物理
• 动力系统
• DS
• 动力系统
• 控制理论
• 非线性系统
• 混沌
• 分形
• 数学建模
• 工程应用
• 自动控制
• 系统分析
• 现代控制

《控制论基础与优化算法：面向复杂系统的分析与设计》 （请注意：本书内容与《现代动力系统理论导论》无直接关联，聚焦于经典控制理论、现代控制理论的工程应用基础，以及优化方法在系统设计中的集成。） --- 第一部分：经典控制理论的严谨回顾与工程拓展 第一章：线性时不变系统的时域与频域分析 本章旨在为读者奠定坚实的经典控制理论基础，重点关注线性时不变（LTI）系统的基本特性、建模方法与分析工具。内容始于传递函数（Transfer Function）和状态空间模型（State-Space Representation）的转换关系，强调频域分析在系统稳定性判断中的核心地位。我们将深入探讨奈奎斯特（Nyquist）稳定性判据和根轨迹（Root Locus）分析在设计补偿器时的直观指导意义。不同于侧重于抽象数学结构，本章更侧重于如何利用这些工具来快速诊断和初步设计低阶系统的控制器。 我们将详细分析PID控制器的设计与整定，不仅涵盖经典的手动整定方法（如Ziegler-Nichols法），还将引入基于频率响应特征的精确设计流程，包括相位裕度、增益裕度与暂态响应性能指标之间的权衡。此外，系统的惯性环节、滞后环节等典型被控对象模型将被细致剖析，并提供在MATLAB/Simulink环境下进行仿真验证的实用步骤。 第二章：经典补偿器的设计与实现 本章聚焦于如何通过引入串联或并联补偿器来满足特定的性能指标。内容涵盖超前（Lead）和滞后（Lag）补偿器的原理、传递函数推导及其在相频特性上的影响。我们将探讨PID控制器的改进形式，如PID串联或前馈控制结构，以应对存在扰动或存在过程延迟的实际工程问题。 特别地，本章将引入对阶跃响应、脉冲响应以及斜坡响应的深入分析，建立起时域指标（如超调量、建立时间、稳态误差）与频域指标之间的定量联系。对于高阶系统，我们将使用伯德图（Bode Plot）来指导补偿器的极点和零点配置，确保系统的闭环性能达到最优。 --- 第二部分：现代控制理论的核心框架与状态估计 第三章：状态空间法的原理与系统结构分析 本部分转向对系统内部动态的描述——状态空间法。本章首先阐述状态变量的选择原则和系统矩阵的建立，特别是对于机电耦合系统和大型集总参数系统的建模。我们将详细讲解系统的能控性（Controllability）和可观性（Observability）的概念，并提供判定这些特性的行列式（Gramian）方法。这是后续控制器设计和状态观测器设计的前提。 接着，我们将讨论系统的对角化（相似变换）技术，以简化系统的分析和控制律的设计过程。系统解的求解，包括零输入响应和零状态响应，将通过矩阵指数函数的形式进行详细推导，为非线性系统的初步分析打下基础。 第四章：极点配置与状态反馈控制 本章是现代控制设计方法的核心。我们介绍利用状态反馈（State Feedback）来重构系统动态，即极点配置（Pole Placement）技术。内容将覆盖Ackermann公式的应用，详细展示如何计算实现期望闭环极点所需的状态反馈增益矩阵 $K$。 针对系统中无法完全测量的状态变量，本章引入了状态观测器（State Observer）的设计。我们将深入探讨Luenberger观测器的原理，利用对偶性原理（Duality Principle）设计观测器，并讨论观测器动态与主系统动态分离的特性。最终，我们将集成状态反馈和观测器，形成完整的状态估计与反馈控制结构。 第五章：最优控制导论：LQR设计方法 本章将控制设计提升到“优化”的层次，引入二次型最优控制（Linear Quadratic Regulator, LQR）。LQR的目标是在系统动态约束下，最小化一个由状态误差平方项和控制输入平方项构成的性能指标泛函。 我们详细推导了代数黎卡提方程（Algebraic Riccati Equation, ARE），并展示如何利用其解来确定最优反馈增益 $K$。本章特别强调了权重矩阵 $Q$ 和 $R$ 的选择对控制性能和控制努力之间的影响，提供了一套系统化的LQR设计流程，适用于需要平衡性能与能耗的工业过程。 --- 第三部分：面向复杂性的优化算法与鲁棒性考量 第六章：经典优化理论与迭代求解 本部分从控制理论转向通用的优化方法，为解决更复杂的、非线性的系统设计问题做准备。本章首先回顾凸优化（Convex Optimization）的基础，包括线性规划（LP）和二次规划（QP）的基本形式。 重点在于介绍梯度下降法、牛顿法（Newton's Method）以及拟牛顿法（Quasi-Newton Methods，如BFGS）的原理和收敛特性。我们着重分析这些算法在参数寻优中的应用，例如如何利用这些方法来寻找最优的控制器参数或系统辨识中的最小二乘解。本章提供了大量的数值实例，以展示不同优化算法在求解效率和稳定性上的差异。 第七章：模型预测控制（MPC）的基本框架 模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）是现代控制理论与优化算法结合的典范。本章详细介绍MPC的核心思想：在线优化和滚动时域。 内容涵盖了基本的线性MPC（LMPC）的构建，包括如何建立有限时域内的优化问题（通常是一个QP问题）。我们深入讨论了约束处理机制，这是MPC相对于传统反馈控制的巨大优势。此外，本章还探讨了对系统模型不确定性敏感的问题，并简要引入了鲁棒模型预测控制（RMPC）的基本概念。 第八章：系统辨识与数据驱动的参数估计 为了应对实际系统中模型参数未知或随时间变化的问题，本章提供了系统辨识的基本工具。内容涵盖了自回归（AR）、移动平均（MA）和ARMAX等经典过程模型结构。 我们详细阐述了最小二乘法（Least Squares）及其扩展——递推最小二乘法（Recursive Least Squares, RLS）在在线参数估计中的应用。本章强调了辨识实验的设计原则，如激励信号的选择和数据采集的质量控制，以确保估计结果的可靠性和闭环性能的稳定性。 --- 附录 附录 A：矩阵分析与线性代数回顾 附录 B：MATLAB/Python 求解器在控制设计中的应用指南 附录 C：经典反馈系统的鲁棒性指标解析 本书的编写风格力求严谨且注重工程实现，旨在为具备一定微积分和线性代数基础的读者（如控制工程、电气工程、机械工程等专业的高年级本科生及研究生）提供一套完整的、可操作的从经典到现代控制理论的集成知识体系。全书强调理论推导与实际应用案例相结合，确保读者不仅理解“为什么”，更能掌握“如何做”。

评分☆☆☆☆☆

一本百科全书式的著作. 被很多动力系统领域的学者称为bible．内容博大精深，一般研究人员也难以完全掌握所有内容，多作为工具书使用．美中不足的是成书较早，缺少对当前个别主流研究方向的介绍，比如刚性理论，偏双曲及稳定遍历理论等．

评分☆☆☆☆☆

一本百科全书式的著作. 被很多动力系统领域的学者称为bible．内容博大精深，一般研究人员也难以完全掌握所有内容，多作为工具书使用．美中不足的是成书较早，缺少对当前个别主流研究方向的介绍，比如刚性理论，偏双曲及稳定遍历理论等．

评分☆☆☆☆☆

一本百科全书式的著作. 被很多动力系统领域的学者称为bible．内容博大精深，一般研究人员也难以完全掌握所有内容，多作为工具书使用．美中不足的是成书较早，缺少对当前个别主流研究方向的介绍，比如刚性理论，偏双曲及稳定遍历理论等．

评分☆☆☆☆☆

一本百科全书式的著作. 被很多动力系统领域的学者称为bible．内容博大精深，一般研究人员也难以完全掌握所有内容，多作为工具书使用．美中不足的是成书较早，缺少对当前个别主流研究方向的介绍，比如刚性理论，偏双曲及稳定遍历理论等．

评分☆☆☆☆☆

一本百科全书式的著作. 被很多动力系统领域的学者称为bible．内容博大精深，一般研究人员也难以完全掌握所有内容，多作为工具书使用．美中不足的是成书较早，缺少对当前个别主流研究方向的介绍，比如刚性理论，偏双曲及稳定遍历理论等．

评分☆☆☆☆☆

我一直对数学理论在描述现实世界中的应用感到着迷，因此，《现代动力系统理论导论》这本书无疑正中我的下怀。从我开始翻阅这本书的那一刻起，我就被它清晰的逻辑和循序渐进的讲解所吸引。作者并没有直接跳到复杂的数学公式，而是从最基本的概念入手，比如“状态空间”和“流”的概念，并且用非常直观的例子来解释它们。我尤其喜欢书中对“周期轨道”的分析，它让我们看到了一个系统如何在时间的推移下，不断地重复自身的运动轨迹，这就像是宇宙中行星的运行，虽然宏大，却有着内在的规律。书中对“不动点”的讲解也让我受益匪浅，它揭示了系统中可能存在的稳定平衡点，这些点就像是系统的“终点”，一旦进入，就不会再离开。我尤其欣赏作者在讲解过程中，不断地将理论与实际的物理模型联系起来，比如对简单谐振子和阻尼振子的分析，让我能够更好地理解这些抽象概念的物理意义。整本书的排版也很舒适，大量的图示和清晰的数学推导，让我能够轻松地跟随作者的思路。这是一本真正意义上的“导论”，它为我打开了通往动力系统世界的大门，让我看到了数学语言在描述动态现象方面的强大力量。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对科学理论充满好奇的读者，《现代动力系统理论导论》这本书绝对是一次令人惊喜的阅读体验。我一直试图寻找一种能够解释自然界和人类社会中各种复杂现象背后的统一规律，而这本书似乎为我提供了一个绝佳的视角。作者并没有上来就抛出晦涩难懂的数学公式，而是从最基本的生活场景出发，比如物体的运动、人口的增长，甚至是我们情绪的变化。这些看似简单的例子，在作者的笔下，都化为了生动的动力学模型。我特别喜欢书中对“吸引子”的讲解，它不仅是一种数学上的概念，更是一种对系统“命运”的描绘，无论系统从何种状态出发，最终都会趋向于一个或几个特定的“吸引子”。这让我对系统的内在规律有了更深刻的理解。书中对“分岔”现象的分析也让我大开眼界，我从未想过，一个系统在参数发生微小变化时，其整体行为会发生如此剧烈的改变，这种“蝴蝶效应”的直观感受，让我对复杂系统的不可预测性有了更深的认识。整本书的结构清晰，语言生动，大量的图示更是起到了画龙点睛的作用，让我能够在轻松愉快的氛围中，掌握动力系统理论的核心概念。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个对数学和物理都抱有浓厚兴趣的人来说，《现代动力系统理论导论》这本书简直是一次知识的盛宴。我一直渴望能够深入理解那些描述世界运行规律的数学理论，而这本书恰好填补了我在这方面的知识空白。作者以一种非常清晰且富有逻辑性的方式，引导我一步步走进动力系统的世界。我尤其欣赏书中对“相空间”的讲解，它不仅仅是一个抽象的数学概念，更是描绘系统未来演化轨迹的“地图”，让我能够直观地理解系统的动态行为。而关于“吸引子”的讨论，更是让我对系统的内在秩序有了深刻的认识，即使在看似混乱的现象背后，也可能隐藏着确定的规律。书中大量的图示，对于理解抽象的数学概念起到了至关重要的作用，它们使得我能够通过视觉化的方式来感知系统的收敛、发散、周期性以及混沌等现象。我特别喜欢书中对“稳定性”的分析，它解释了为什么有些系统会保持平衡，而有些则会变得不稳定，这对于理解我们周围世界的各种动态现象都具有重要的意义。整本书的结构安排得当，每一章的知识都层层递进，让我感觉自己像是在攀登一座知识的高峰，每一步都踏实而坚定。

评分☆☆☆☆☆

翻开《现代动力系统理论导论》，我的第一感受是，这是一本真正能够带领读者入门的书籍。作者并没有上来就抛出大量令人望而生畏的数学符号，而是从一些非常基础且贴近生活的例子开始，比如简单的钟摆运动，或者是一个球在斜坡上滚动的过程。这些简单的物理场景，被作者巧妙地转化为动力系统的模型，让我瞬间就能理解“状态”和“演化”这两个核心概念。我特别欣赏书中对“相空间”的介绍，它就像是一张描绘系统未来命运的地图，让我能够直观地看到系统的各种可能轨迹。而关于“吸引子”的讲解，更是让我惊叹，即使是看似混乱的系统，也可能存在着某种内在的秩序和规律，就像是河流最终会汇入大海一样。书中大量的图示，不仅仅是简单的插图，它们本身就蕴含着丰富的动态信息，让我能够通过视觉化的方式来感知系统的收敛、发散、周期性以及混沌等现象。我最喜欢的部分是关于“稳定性”的讨论，它解释了为什么有些系统会保持平衡，而有些则会失控，这对于理解我们周围世界的各种现象都至关重要。整本书的结构设计非常合理，每一章都承接上一章的知识，层层递进，让我感觉自己是在一步步构建对动力系统理论的理解。

评分☆☆☆☆☆

拿到《现代动力系统理论导论》这本书，我当时的想法是，这可能是一本比较枯燥的理论书籍。然而，当我真正开始阅读后，我发现自己大错特错了。这本书的魅力在于它将复杂的理论，用一种非常生动有趣的方式呈现在我面前。作者并没有上来就堆砌公式，而是从我们身边最熟悉的自然现象入手，比如水滴的形成、树叶的飘落，甚至是动物的迁徙。这些看似普通的现象，在作者的笔下，都变成了一个个有趣的动力学模型。我特别喜欢书中关于“吸引子”的讲解，它不仅仅是一个数学上的概念，更像是一种“命运的指引”。无论系统最初的状态如何，最终都会趋向于一个或几个特定的“吸引子”，这让我对系统的内在规律有了更深刻的理解。书中对“分岔”现象的描述也让我大开眼界，我从未想过，一个系统在参数发生微小变化时，其整体行为会发生如此剧烈的改变，这种“蝴蝶效应”的直观感受，让我对复杂系统的不可预测性有了更深的认识。书中大量的图例和生动的语言，让原本枯燥的理论变得鲜活起来，我甚至可以想象，如果我当初在学习物理的时候，能有这样一本教材，我一定能学得更加轻松和有趣。

评分☆☆☆☆☆

第一次接触《现代动力系统理论导论》，我抱着一种“试试看”的心态。坦白说，我之前对动力系统并没有什么概念，甚至觉得它离我的生活很遥远。然而，这本书的开篇就给了我一个大大的惊喜。作者没有上来就讲复杂的数学模型，而是从我们日常生活中再熟悉不过的现象切入，比如人口增长、传染病的传播，甚至是我们心情的变化。这些看似简单的例子，却被作者巧妙地转化为动力系统的模型，让我瞬间体会到了抽象理论的生动性和实用性。我尤其欣赏书中关于“稳定性”的讨论，它不仅仅是理论上的定义，更是在实际场景中解释了为什么有些系统会保持稳定，而有些则会走向崩溃。例如，书中对生态系统中捕食者与被捕食者之间关系的研究，生动地展现了系统如何通过反馈机制来维持动态平衡。此外，书中对“分岔”现象的阐述也让我大开眼界。我从来没有想过，一个系统在参数发生微小变化时，其整体行为会发生如此剧烈的改变。这种“蝴蝶效应”的直观感受，让我对复杂系统的不可预测性有了更深刻的认识。书中穿插了大量的小案例和思考题，这些设计非常人性化，让我能够在学习新知识的同时，巩固和检验自己的理解。我感觉自己不是在被动地接受信息，而是在主动地参与到知识构建的过程中。

评分☆☆☆☆☆

一本真正意义上的“导论”书籍，我怀着探索未知的好奇心翻开了《现代动力系统理论导论》。在阅读的过程中，我惊喜地发现，它并没有像很多同类书籍那样，一开始就抛出晦涩难懂的数学公式和抽象的概念，而是以一种循序渐进、娓娓道来的方式，将我带入了动力系统这个迷人的世界。作者似乎深谙初学者的心理，从最基本的生活现象入手，比如摆的运动、水的流动，甚至是股市的波动，巧妙地引出“状态”和“演化”这两个核心概念。我特别喜欢其中关于“相空间”的讲解，它不仅仅是一个数学上的定义，更像是一张描绘系统未来命运的地图，让人瞬间对系统的行为有了直观的理解。书中穿插了大量的图示，这些图示并非简单的示意，而是蕴含着丰富的动态信息，让我能够通过视觉化的方式来感知系统的收敛、发散、周期性以及混沌等现象。我尤其对关于“吸引子”的章节印象深刻，它揭示了即使是看似混乱的系统，也往往存在着某种内在的秩序和规律，如同河流最终会汇入大海，许多系统的演化轨迹最终会趋向于特定的“吸引子”。这种概念的引入，不仅提升了我的理解力，更激发了我进一步探究系统内在本质的兴趣。整本书的叙事逻辑清晰，每一章都承接上一章的知识，层层递进，让我感觉自己像是在攀登一座知识的高峰，每一步都踏实而坚定。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，《现代动力系统理论导论》这本书，是一扇通往全新世界的大门。我一直对自然界中各种复杂而有序的现象感到好奇，比如天气的变化、生命的演化，以及宇宙的运行。这本书恰好满足了我对这些现象背后规律的好奇心。作者以一种极其细腻和严谨的笔触，将动力系统理论的精髓展现在我面前。我特别喜欢书中对“吸引子”的深入剖析，它不仅解释了系统为何会收敛到某个特定的状态，更揭示了即使是充满随机性的系统，也可能存在着一种深层的、确定的结构。这让我对“随机”和“确定”这两个概念有了全新的理解。书中对“混沌”的描述，更是让我惊叹不已。我一直认为混沌就是完全的无序，但这本书告诉我，混沌并非随机，而是一种由简单规则产生的复杂行为，它对初始条件极其敏感，因此难以预测。这种“有序的混乱”的洞察，让我对世界的复杂性有了更深刻的认识。书中穿插的各种实际案例，比如气候模型、经济模型，都让我看到了动力系统理论的巨大应用价值。整本书的语言风格严谨而不失生动，让我即使在阅读复杂的数学推导时，也能感受到其中的逻辑之美。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，真正的知识是能够融会贯通、触类旁通的。而《现代动力系统理论导论》这本书，正是这样一本能够让你将抽象的数学概念与生动的现实世界联系起来的著作。作者以一种非常巧妙的方式，将复杂的动力系统理论，分解成易于理解的部分，并用大量的实例来佐证。我尤其被书中关于“吸引子”的讲解所吸引，它让我意识到，即使是看似无序的系统，也往往存在着某种内在的“秩序”，就像是河流最终会汇入大海一样。这种对系统内在规律的洞察，极大地拓展了我的思维边界。书中对“混沌”的描述也让我大开眼界。我之前一直以为混沌就是随机，但这本书告诉我，混沌并非随机，而是由简单的规则产生的复杂行为，它对初始条件的极端敏感性，造就了其长期的不可预测性。这种“有序的混乱”的概念，让我对世界的复杂性有了全新的认识。书中穿插的各种图示和案例，都使得原本枯燥的理论变得生动有趣，我甚至能够想象，如果当初我的数学老师能够用这样的方式讲解，我一定能够学得更好。

评分☆☆☆☆☆

《现代动力系统理论导论》这本书，对我来说，是一次知识上的“重塑”之旅。我一直对物理、数学领域的一些前沿理论抱有浓厚的兴趣，但很多时候，那些“高大上”的理论往往只存在于象牙塔中，与现实世界脱节。然而，这本书的出现，彻底改变了我的看法。作者以一种极为通俗易懂的方式，将看似高深的动力系统理论，与我们身边的各种现象紧密联系起来。我印象最深刻的是，书中关于“吸引子”的讲解，它不仅仅是数学上的一个概念，更像是一种“命运的归宿”。无论系统如何演化，最终都会趋向于一个或几个特定的“吸引子”，这让我对系统的内在规律有了更深刻的理解。此外，书中对“混沌”的描述也极具启发性。我一直以为混沌意味着完全的无序，但这本书告诉我，混沌并非随机，而是存在着一种隐藏的结构和规律，只是这种规律极其敏感于初始条件，导致其长期行为难以预测。这种“有序的混乱”的概念，让我对世界的复杂性有了全新的认识。书中大量生动的图例和简洁明了的语言，使得原本枯燥的理论变得鲜活起来。我甚至可以想象，如果我当初在学习物理的时候，能有这样一本教材，我一定能学得更加轻松和有趣。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆