綫性控製係統理論與方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李俊民 等 著

圖書標籤:

• 控製理論
• 綫性係統
• 自動控製
• 控製係統
• 現代控製
• 係統分析
• 係統設計
• MATLAB控製
• 反饋控製
• 工程控製

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560622217

版次：1

商品編碼：10778105

包裝：平裝

叢書名： 研究生係列教材

開本：16開

齣版時間：2009-08-01

用紙：膠版紙

頁數：203

正文語種：中文

內容簡介

《綫性控製係統理論與方法》闡述瞭係統與控製科學領域中最基礎的綫性控製係統理論與方法，主要講述綫性控製係統的時域理論與方法，並從動態係統的建模、分析與綜閤三個方麵係統地介紹瞭控製理論的基本概念和方法。全書共8章，內容包括：動態係統的輸入／輸齣模型、狀態空間模型；綫性係統的定量分析法（包括經典控製理論）和綫性係統的定性分析法（包括穩定性、能控性和能觀測性）；綫性係統的綜閤和控製方法（包括穩定化法、極點配置法、解耦法、跟蹤問題及觀測器的理論和方法以及魯棒控製）等。
《綫性控製係統理論與方法》既可作為應用數學專業、信息與計算專業及自動化專業本科和研究生教材，也可作為控製工程、係統工程專業研究生和科技工作者的參考用書。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 控製科學的曆史與現狀
1.2 控製問題的分類
1.3 綫性控製係統理論的主要內容
1.4 與控製論相關的國際國內雜誌和國內外會議名稱

第2章 數學基礎介紹
2.1 常數矩陣的幾個基本概念和結論
2.2 多項式矩陣
2.3 矩陣分式
2.4 綫性矩陣方程
2.5 拉普拉斯變換
習題

第3章 動態係統模型
3.1 係統模型的建立
3.2 單變量係統輸入／輸齣模型與狀態空間模型的關係
3.3 多變量係統輸入／輸齣模型與狀態空間模型的關係
3.4 綫性係統規範型狀態方程
3.5 代數等價綫性係統的不變特性
3.6 組閤係統的狀態空間模型和傳遞函數矩陣
習題

第4章 綫性係統的定量分析法
4.1 單變量係統時域分析法
4.2 頻率響應分析法
4.3 綫性係統狀態方程解的結構及性質
4.4 綫性定常係統的狀態轉移矩陣和脈衝響應矩陣
4.5 綫性時變係統的時域分析
4.6 綫性連續係統的離散化及綫性離散係統分析
習題
第5童 綫性係統的能控性和能觀測性
5.1 能控性定義及其判據
5.2 能觀測性定義及其判據
5.3 對偶性原理
5.4 綫性離散時間係統能控性和能觀測性
5.5 能控規範型和能觀測規範型
5.6 綫性係統的結構分解
習題

第6章 動態係統的穩定性
6.1 外部穩定性和內部穩定性
6.2 Lyapunov穩定性
6.3 綫性係統的穩定性判據
6.4 離散時間係統的穩定性和判據
習題

第7章 綫性反饋係統的時間域綜閤
7.1 綜閤問題的提法及類型和性質
7.2 極點配置問題
7.3 輸入／輸齣解耦控製問題
7.4 跟蹤問題：無靜差性和魯棒控製
7.5 狀態重構問題及狀態觀測器
7.6 含有狀態觀測器的狀態反饋控製係統
習題

第8章 不確定綫性係統的魯棒控製
8.1 引言
8.2 係統描述和問題的定義
8.3 不確定綫性係統的二次穩定條件
8.4 不確定綫性係統的魯棒控製
8.5 不確定綫性時滯係統的魯棒非脆弱控製
習題
參考文獻

精彩書摘

第1章 緒論
1.3 綫性控製係統理論的主要內容
綫性控製係統理論主要研究綫性係統的運動規律和改變這種運動規律的可能性及方法，建立和揭示係統結構、參數、行為和性能問的確定關係。通常，將研究係統運動規律稱為分析問題，研究改變運動規律的可能性和方法的問題稱為綜閤問題。前者屬於認識係統，後者則為履行問題。
不管是對係統進行分析還是進行綜閤，前提是建立起係統的數學模型。在建立模型時，最重要的是確定什麼是需要反映和研究的主要係統屬性，並在此基礎上來定齣它的變量關係。隨著考察問題的性質不同，一個係統可以分為不同類型的模型，它們代錶瞭係統不同側麵的屬性。數學模型中的基本要素是變量、參量和常數以及它們之間的關係。係統模型中的變量包括狀態變量、輸入變量和輸齣變量，在有些情況下，還須考慮擾動變量。參量可以是係統的參數或錶徵係統性能的參數，前者受係統環境的影響可産生變動，後者可隨設計要求而人為地改變其取值。常量是指係統中不隨時間改變的參數。變量、參量和常量的關係需要針對具體問題根據相應的物理原理來決定。綫性係統的數學模型主要有兩種形式，即狀態空間模型和輸入／輸齣模型，對於係統的這兩種模型發展和形成瞭綫性係統理論的兩類不同的分析方法，即時域法和頻域法。
動態係統的數學模型一旦確定，就可著手對係統進行分析和綜閤。通常把分析區分為定性和定量分析兩類情況。在定量分析中，主要關心的是分析係統相對於某個輸入信號的響應和性能，這種分析涉及到繁多和復雜的計算，常常需要藉助於計算機來完成。在定性分析中，著重於分析諸如穩定性、能控性和能觀測性等係統的基本結構特性，這種分析對於係統的綜閤具有重要的指導性，因此在綫性係統理論中占據重要的位置。當係統的性能不夠令人滿意而需要加以改善或實現最優化時，就需要同時按係統的狀況和期望的性能指標要求來設計係統的控製器，這類問題就是綜閤問題，它是建立在分析基礎上的。通常控製器的基本形式足反饋控製，在某些情況下還需同時引入附加的補償器。應當指齣，對於係統的綜閤是相對於係統的模型進行的，而所導齣的控製器將施加和作用於實際係統中，因此必然會産生一係列實際問題，如反饋的構成、模型誤差的影響、參數攝動的影響，擾動影響的抑製和消除等，不解決這些實際問題，綜閤中提齣的期望性能指標仍然是沒有保證的。因此。解決上述這些實際問題，使得所綜閤的係統在實際運行中能達到期望的性能，是係統理論中要研究的課題。
……

前言/序言

　　控製科學與技術在20世紀的人類科技進步中起到瞭舉足輕重的作用。它對解決當今社會的許多挑戰性問題産生瞭積極的影響，也提供瞭科學的思想方法論。它為許多産業領域實現自動化奠定瞭理論基礎，提供瞭先進的生産技術和先進的控製儀器及裝備。特彆是數字計算機的廣泛使用，為控製科學與技術開闢瞭更廣泛的應用領域。
　　迴顧近百年工程技術的發展，我們看到，20世紀的控製科學與技術是在實踐的重大需求驅動下快速發展的，它經曆瞭若乾重要的發展時期：20世紀初的Lyapunov穩定理論和PID控製律概念，20年代的反饋放大器，30年代的Nyquist圖與Bode圖，40年代維納的控製論，50年代的貝爾曼動態規劃理論和龐特裏亞金極大值原理，60年代的卡爾曼濾波器、係統狀態空間法、係統能控性和能觀測性，70年代的自校正控製和自適應控製，80年代針對係統不確定狀況的魯棒控製，90年代基於智能信息處理的智能控製理論。如今，控製論已經成為一門理論嚴謹、內容豐富、分支眾多、發展迅速、應用廣泛的學科領域。
　　綫性控製係統理論是係統與控製科學領域的基礎理論，它主要以綫性係統為研究對象，經過近幾十年的發展，綫性係統理論的發展已經相當成熟與完善。綫性係統理論的重要性在於它的基礎性，其中的概念、方法、處理問題的思路和所獲得的結論，對於係統和控製理論的許多學科分支，諸如最優控製、魯棒控製、非綫性控製、隨機控製、分布參數係統和離散事件動態係統等，都具有重要的作用，因而成為學習和研究這些學科必不可少的基礎知識。目前，綫性係統理論已成為國內外大學係統與控製科學方嚮各個專業的一門重要基礎課程。

《時空織錦：量子糾纏與宇宙維度之謎》 內容簡介 《時空織錦：量子糾纏與宇宙維度之謎》是一部深入探索現代物理學最前沿兩大謎團——量子糾纏的奇妙現象與宇宙高維度存在的可能性的科普著作。本書並非對已有理論的簡單羅列，而是旨在通過清晰的邏輯、生動的比喻和嚴謹的推演，帶領讀者一同踏上一場跨越宏觀與微觀、理性與想象的認知之旅。本書的研究視角獨特，不以描繪經典控製係統中的反饋、穩定性和最優性為核心，而是將目光投嚮瞭宇宙最深層、最令人費解的機製，揭示瞭物質、能量、時空以及我們自身存在的更深層次聯係。 引言：超越經典視野的邀請 我們生活在一個由經典物理學奠定的堅實基礎上，理解著牛頓力學的規律，掌握著麥剋斯韋方程的優雅。然而，當我們將目光投嚮微觀粒子世界，或者仰望浩瀚宇宙的邊界時，一些令人震驚的現象挑戰著我們根深蒂固的直覺。量子糾纏，如同幽靈般的超距作用，似乎打破瞭信息傳遞的上限；而理論物理學傢推演齣的額外空間維度，則為我們描繪瞭一個遠超三維空間所能想象的宏大圖景。本書便是以此為起點，邀請您一同揭開這些神秘麵紗，理解那些可能重塑我們世界觀的深刻洞見。 第一部分：量子糾纏的幽靈低語 第一章：微觀世界的概率之舞 本章將從量子力學最核心的“波粒二象性”開始，深入淺齣地介紹量子疊加態的概念。我們不會討論係統如何從一個狀態穩定地轉移到另一個狀態，而是聚焦於粒子在測量前所處的“模糊”的、概率性的存在。通過形象的比喻，例如“薛定諤的貓”思想實驗，我們將理解微觀粒子在被觀測前，其狀態並非確定，而是多種可能性的疊加。我們將探討微觀粒子的行為與宏觀世界中的確定性之間的巨大鴻溝，並初步引入量子世界的“不確定性原理”，說明為何我們無法同時精確測量某些物理量。 第二章：糾纏的無形紐帶 量子糾纏是本書的核心內容之一，我們將詳細解析這一奇特現象。我們不會涉及控製理論中對係統狀態進行穩定反饋調節的策略，而是關注兩個或多個粒子之間，即便相隔遙遠，它們的狀態也能瞬間關聯的現象。我們將從貝爾不等式的提齣和實驗驗證入手，說明量子糾纏的非定域性，即糾纏粒子之間似乎存在著一種超越時空限製的聯係。通過大量的類比，例如“一對心有靈犀的骰子”，我們將理解當一個糾纏粒子的狀態被測量時，另一個粒子的狀態也會瞬間確定，無論它們相距多遠。我們將深入探討這種“幽靈般的超距作用”對我們理解因果律和實在性的挑戰。 第三章：糾纏的應用前景：信息與計算的革命 在理解瞭量子糾纏的基本原理後，本章將聚焦於其可能帶來的革命性應用。我們將重點介紹量子通信和量子計算。在量子通信方麵，我們將闡述量子密鑰分發（QKD）的原理，說明糾纏如何能夠實現理論上絕對安全的通信，這與傳統通信係統中對信號泄露的擔憂完全不同。在量子計算方麵，我們將介紹量子比特（qubit）的概念，以及與經典比特的根本區彆，理解量子疊加和糾纏如何能夠實現指數級的計算能力提升。我們將探討量子計算在解決經典計算難以企及的問題，如藥物研發、材料科學、密碼破解等方麵的巨大潛力，而不會涉及工程係統中的計算效率或資源分配問題。 第二部分：宇宙維度的深邃奧秘 第四章：超越三維：理論的萌芽 本章將帶領讀者進入理論物理學傢構建的更廣闊的宇宙圖景。我們將從歐幾裏得幾何學的經典三維空間齣發，探討為何一些理論需要引入額外的空間維度。我們將介紹一些基礎的數學工具，例如張量和微分幾何，但側重於其概念性的理解，而非具體的計算。我們將探討早期關於捲麯空間和高維幾何的猜想，以及它們如何試圖統一物理學中的基本力。我們將不會涉及係統動力學方程的解析或求解。 第五章：弦理論的優雅交響 弦理論是目前最具前景的高維度理論之一，本章將對其進行深入的介紹。我們將解釋“弦”作為基本粒子的構成單元，它們以不同的振動模式對應不同的粒子，這與我們熟悉的點狀粒子模型截然不同。我們將重點闡述弦理論如何自然地引入額外維度，通常是十個或十一個維度。我們將探討M理論等更宏大的框架，試圖統一所有基本粒子和相互作用。我們將用生動的類比，例如“樂器發齣的不同音符”來解釋弦的振動模式，並說明這些看似抽象的理論如何能夠解釋宇宙的起源和演化。我們將不會討論控製係統中反饋迴路的設計或係統的穩定性分析。 第六章：額外維度的證據與探測 在介紹瞭高維度理論後，本章將聚焦於尋找這些理論證據的努力。我們將討論一些間接的推測，例如在粒子碰撞實驗中可能齣現的能量“丟失”到額外維度，或者通過引力行為的異常來推測額外維度的存在。我們將介紹一些理論上提齣的探測方法，例如通過高能粒子對撞機，或者通過對宇宙大爆炸遺跡的觀測。我們將探討這些探測的巨大挑戰，以及理論與實驗之間的相互促進關係。本書不會提及工程實踐中對係統性能進行度量的指標。 第七章：維度與我們：存在的新視角 本章將超越純粹的物理學理論，探討額外維度對我們理解自身存在和宇宙意義的可能影響。我們將思考，如果存在更高維度，那麼我們所感知的三維世界是否隻是一個“膜”（brane）上的投影？這將如何改變我們對空間、時間和現實的認知？我們將探討這些理論如何啓發我們思考宇宙的宏觀結構，以及生命存在的可能性。本書將著重於哲學層麵的思考和對宇宙終極問題的探索，而非工程領域中對係統狀態進行精確預測和控製的手段。 結論：未知的星辰大海 《時空織錦：量子糾纏與宇宙維度之謎》的結尾，將再次強調人類探索未知的好奇心和科學的無限可能。量子糾纏和額外維度，這些曾經被認為是科幻小說中的情節，如今正成為物理學前沿最活躍的研究領域。本書所展現的，是人類智力不斷突破認知邊界的縮影。我們將以開放的心態，迎接未來可能齣現的顛覆性發現，並期待這些發現能夠進一步豐富我們對宇宙的理解，甚至重塑我們對自身存在的認知。本書的旅程並非終點，而是通往更廣闊科學前沿的起點，激勵讀者保持對科學的好奇，繼續探索那片未知的星辰大海。

評分☆☆☆☆☆

最近偶然翻閱瞭《量子計算導論與算法設計》一書，纔真正領略到計算科學的未來圖景。這本書的視角極為宏大，它不僅僅是關於如何構建量子比特、如何實現量子門操作的技術手冊，更是一場關於信息本質的哲學思辨。作者從疊加態、糾纏態這些看似反直覺的概念入手，娓娓道來，將原本高深莫測的量子力學原理，以一種極其優雅的方式呈現齣來。我印象最深刻的是書中對Shor算法和Grover算法的詳盡闡釋，它們所展現齣的指數級加速能力，無疑預示著在密碼學、藥物研發、材料科學等領域將迎來顛覆性的變革。書中的圖示和類比都恰到好處，使得我這個並非量子物理專業齣身的讀者，也能逐漸掌握其中的精髓。雖然書中在算法設計部分的論述，似乎與我過去習慣的傳統計算模型有著本質的差異，但我能感受到其背後蘊含的巨大潛力。它挑戰瞭我對“計算”的固有認知，讓我開始思考，在微觀世界裏，信息究竟是如何被編碼、處理和傳遞的。這本書不僅僅是知識的灌輸，更是一種思維方式的重塑，它讓我對人工智能、大數據分析等領域的發展，有瞭更加深刻的預判。

評分☆☆☆☆☆

翻閱《信號與係統分析》這本書，仿佛迴到瞭我對基礎科學的初次探索。這本書以極其清晰的邏輯和深入淺齣的講解，為讀者構建瞭一個完整的信號與係統分析的理論框架。作者從信號的基本概念入手，逐步深入到傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等核心工具，並詳細闡述瞭它們在時域和頻域分析中的重要作用。書中大量的例題和習題，極大地幫助瞭我鞏固所學知識，並能夠靈活運用這些理論工具解決實際問題。我尤其喜歡書中對捲積運算的講解，它以多種方式呈現，力求讓讀者真正理解信號與係統相互作用的本質。此外，書中對LTI（綫性時不變）係統的分析，以及如何通過係統函數來錶徵係統特性，為後續的深入學習奠定瞭堅實的基礎。雖然這本書側重於理論分析，但其嚴謹的數學推導和清晰的物理意義的結閤，使得復雜的概念變得易於理解。它不僅為我打下瞭紮實的信號與係統基礎，更培養瞭我對工程問題進行係統性分析的思維習慣。

評分☆☆☆☆☆

在一次偶然的機會下，我接觸到瞭《分布式係統架構與實踐》這本書，著實讓我大開眼界。這本書的實用性毋庸置疑，它深入淺齣地講解瞭構建和管理大規模分布式係統所麵臨的種種挑戰，以及相應的解決方案。從CAP理論的權衡取捨，到各種一緻性協議的優劣分析，再到微服務架構的設計原則，書中內容翔實，邏輯清晰。我特彆贊賞書中對數據一緻性模型在不同場景下的應用討論，例如最終一緻性、強一緻性等，以及它們對係統性能和可用性的影響。書中還詳細介紹瞭常見的分布式存儲係統，如HDFS、Cassandra等，並對其架構特點和適用場景進行瞭深入剖析。此外，書中對分布式事務、消息隊列、負載均衡等關鍵技術也進行瞭詳盡的講解，為讀者提供瞭寶貴的實踐指導。它不僅幫助我理解瞭現代互聯網服務背後龐大而復雜的係統是如何運作的，更讓我對如何設計高可用、高性能、可擴展的分布式係統有瞭更清晰的認識。這本書的實戰價值極高，對於任何從事後端開發、係統架構設計的工程師來說，都是一本不可多得的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

最近拜讀瞭《高級機器學習模型與算法》這本書，著實為其中涵蓋的深度和廣度所摺服。它不僅僅停留在對深度學習基礎模型的介紹，而是將目光投嚮瞭當前研究的最前沿。書中對Transformer模型及其變種的深入探討，特彆是其在自然語言處理領域的革命性應用，讓我對序列建模的理解提升瞭一個層次。作者以嚴謹的數學推導和精妙的僞代碼，展示瞭Attention機製的強大威力。此外，書中對圖神經網絡（GNN）的闡述也讓我耳目一新，它為處理非結構化數據提供瞭全新的視角，尤其是在分子結構分析、社交網絡建模等領域，GNN展現齣的巨大潛力令人驚嘆。書中還涉及瞭強化學習在復雜決策問題中的應用，例如AlphaGo的成功案例，以及如何在實踐中設計有效的奬勵函數和探索策略。雖然書中涉及的某些模型和算法對我來說是全新的領域，但我能感受到其中蘊含的巨大能量，它預示著人工智能將在更多領域實現突破。這本書不僅更新瞭我的知識儲備，更激發瞭我對探索未知領域的好奇心。

評分☆☆☆☆☆

作為一名沉浸在控製理論世界多年的老兵，我最近有幸拜讀瞭《非綫性動力學與混沌控製》這本巨著。初見書名，便被其深邃的思想所吸引。書中對非綫性係統行為的刻畫，絕非簡單的數值模擬堆砌，而是充滿瞭哲學層麵的洞察。作者以精妙的數學語言，層層剝開瞭復雜係統背後隱藏的規律，從李雅普諾夫函數到分岔理論，再到各種混沌吸引子的形態，無一不展現齣其深厚的功底。我尤其欣賞書中對“蝴蝶效應”的深入剖析，它不僅僅停留在理論層麵，更是通過豐富的實例，比如天氣預測、金融市場波動，甚至是生物種群的演化，讓讀者切身體會到微小擾動如何能夠引發巨大的非綫性響應。這種對係統內在不確定性和魯棒性的深刻理解，對於任何希望駕馭復雜係統的工程師和研究者來說，都至關重要。書中對最優控製策略在非綫性係統下的應用也有獨到的見解，盡管其側重點與我熟悉的綫性係統有所不同，但那種力求在不可預測的動態變化中找到最優路徑的智慧，卻有著共通之處。閱讀過程中，我仿佛置身於一個由無數變量交織而成的巨大網絡之中，每一次推導、每一次論證，都像是在解開一個等待被揭示的宇宙奧秘。這本書無疑為我打開瞭一扇新的大門，讓我對“控製”二字的理解，上升到瞭一個全新的維度。

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