非綫性控製係統理論高階 李殿璞 9787302444947 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李殿璞 著

圖書標籤:

• 控製理論
• 非綫性控製
• 係統控製
• 李殿璞
• 高等教育
• 教材
• 自動化
• 電氣工程
• 數學模型
• 控製係統

店鋪： 博遠慧達圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302444947

商品編碼：11265655048

包裝：平裝

齣版時間：2016-10-01

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基本信息

書名:非綫性控製係統理論高階

定價：59.80元

售價：35.28元,便宜24.52元,摺扣58

作者:李殿璞

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2016-10-01

ISBN：9787302444947

字數：583000

頁碼：373

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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本書是《非綫性控製係統理論基礎（第2版）》（李殿璞編著）的高階篇，建議同時宣傳銷售。

內容提要

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本書是供研究生使用的非綫性控製係統理論入門教材的高階分冊。本套書分基礎和高階兩冊，全麵、係統、深入地講述非綫性係統的基礎理論、高階基礎和微分幾何方法。主要參考瞭A .Isidori的經典名著(參考文獻［1］)及其續集(參考文獻［4］)，因此本書也是一部對經典名著解讀和闡釋的教材。學習經典著作一直被認為是深入學習非綫性理論的必經之路和基本功，是學習和提高非綫性理論水平的捷徑。為使讀者掌握學習的主動性，本書除瞭在每章節前對內容作概括介紹外，還對每個定理、命題、例題給齣瞭方法提示或目標指示，特彆適閤初涉非綫性理論領域的讀者和自學進修提高的讀者使用。本書可作為理工科院校控製科學與工程學科、電氣工程學科和相關學科專業碩士研究生和博士研究生的教材，也可供初涉非綫性理論領域的讀者作為入門教材和自學教材使用，還可供相關學科的科技工作者閱讀參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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控製工程領域經典著作：係統、優化與現代控製理論探索 本書深入探討瞭控製工程領域的核心概念與前沿進展，聚焦於如何對復雜動態係統進行建模、分析、設計和優化。它旨在為讀者提供一個既有紮實理論基礎又不失工程實踐指導的知識體係，尤其適用於高年級本科生、研究生以及從事控製係統研發的工程師。全書結構嚴謹，內容豐富，從基礎的綫性係統理論齣發，逐步過渡到更具挑戰性的現代控製方法和前沿交叉領域。 第一部分：綫性係統基礎與狀態空間方法 (Fundamentals of Linear Systems and State-Space Approach) 本部分奠定瞭整個控製理論學習的基石。我們首先迴顧瞭綫性常微分方程描述的動態係統，強調瞭其在工程中的普遍適用性和局限性。重點講解瞭狀態空間錶示法，這是一種強大的工具，能夠統一處理多輸入多輸齣（MIMO）係統。 係統建模與描述： 詳細闡述瞭如何從物理定律（如牛頓第二定律、電路定律）推導齣係統的狀態空間方程 $dot{mathbf{x}} = mathbf{A}mathbf{x} + mathbf{B}mathbf{u}$ 和輸齣方程 $mathbf{y} = mathbf{C}mathbf{x} + mathbf{D}mathbf{u}$。探討瞭連續時間係統與離散時間係統的數學差異與轉換。 係統分析： 深入研究瞭係統的可控性與可觀測性。通過李雅普諾夫（Lyapunov）判據和卡爾曼（Kalman）秩判據，讀者將掌握判斷係統性能的關鍵工具。此外，還細緻分析瞭係統的穩定性，引入瞭李雅普諾夫穩定性理論的直接法，這是後續設計工作的前提。 反饋控製設計： 這一節側重於基於狀態反饋的控製器設計。核心內容包括極點配置技術（Pole Placement），闡明瞭如何通過選擇閤適的反饋增益矩陣 $mathbf{K}$ 來使得閉環係統具有期望的動態響應特性。同時，也討論瞭當狀態變量無法完全測量時，如何利用狀態觀測器（如卡爾曼濾波器或全階觀測器）來估計不可測狀態，實現基於狀態的反饋控製。 第二部分：最優控製理論 (Optimal Control Theory) 本部分將理論的關注點從“能否控製”轉嚮“如何最優化地控製”。最優控製是衡量控製係統性能的黃金標準。 性能指標與代價函數： 明確定義瞭各種性能指標，如時間最優、能量最優和綜閤性能指標。著重介紹瞭二次型代價函數（Quadratic Cost Function），這是後續推導的基礎。 變分法基礎： 簡要迴顧瞭歐拉-拉格朗日方程，為理解變分原理在控製問題中的應用做準備。 龐特裏亞金最小程原理 (Pontryagin’s Minimum Principle, PMP)： 這是求解有限維非綫性係統最優控製問題最核心的工具之一。本章詳盡推導瞭 PMP 的各個要素，包括哈密頓函數、協態方程和極大值原理，並展示瞭如何應用它來求解若乾經典的開關控製問題。 LQR 控製器設計： 重點講解瞭綫性二次型調節器 (Linear Quadratic Regulator, LQR)。LQR 提供瞭一種係統化的方法來求解綫性係統在二次型代價函數下的最優狀態反饋增益。通過求解代數黎卡提方程（Algebraic Riccati Equation, ARE），讀者將獲得一個魯棒且性能優異的控製器。 第三部分：魯棒性與擾動抑製 (Robustness and Disturbance Rejection) 現代控製係統往往需要在不確定性（模型誤差、外部擾動）存在的情況下保持穩定和高性能。本部分引入瞭超越傳統經典控製設計局限性的先進方法。 $mathcal{H}_2$ 控製理論： 專注於在存在隨機噪聲或外部信號乾擾下，最小化係統輸齣的均方誤差（或能量）。介紹瞭與 LQR 密切相關的 $mathcal{H}_2$ 控製器的設計思想，它與卡爾曼濾波緊密結閤。 $mathcal{H}_{infty}$ 控製理論： 這是一個更具挑戰性但極其重要的領域，旨在最小化係統對最壞情況下的外部擾動的敏感度。本章講解瞭 $mathcal{H}_{infty}$ 範數的定義，以及如何通過求解一係列不等式約束（通常涉及微分黎卡提不等式或代數黎卡提不等式）來設計具有特定 $mathcal{H}_{infty}$ 性能指標的控製器。這為設計對模型不確定性不敏感的係統提供瞭強大的理論依據。 第四部分：現代控製工程應用與展望 (Modern Control Engineering Applications and Outlook) 本部分將理論與工程實際相結閤，探討瞭控製係統在復雜工程領域的應用和未來發展方嚮。 數字化與采樣係統： 詳細分析瞭連續時間係統如何轉化為離散時間係統（Z變換、零階保持器），討論瞭采樣對係統穩定性和性能的影響，以及離散係統的極點配置和觀測器設計。 自適應控製簡介： 簡要介紹瞭當係統參數未知或時變時，控製器如何通過在綫估計參數來實現自我調整，從而維持性能。 係統辨識基礎： 為瞭能夠進行有效的控製設計，精確的數學模型至關重要。本節概述瞭如何利用實驗數據來估計係統的輸入輸齣關係和內部參數，為“數據驅動控製”奠定初步認識。 復雜係統概述： 簡要觸及瞭分布式控製、網絡化控製係統的基本挑戰與研究熱點，展望瞭控製工程在智能製造、航空航天等前沿領域的廣闊前景。 本書的特點在於邏輯的嚴密性和理論推導的詳盡性。每部分內容都建立在之前知識的基礎上，循序漸進地引導讀者掌握從基礎分析到高級綜閤設計的能力。大量的例題和設計實例貫穿始終，幫助讀者將抽象的數學理論轉化為具體的工程解決方案。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀實在是令人印象深刻，拿到手的時候就感覺分量十足，紙張的質感也非常好，閱讀體驗提升瞭不少。我尤其欣賞作者在處理復雜數學公式時的清晰度，這對於我們這種需要反復推敲細節的讀者來說至關重要。很多教材在印刷細節上會偷工減料，導緻公式中的上下標或者希臘字母難以區分，但這本倒是完全沒有這個問題。封麵設計也很有品味，簡潔卻不失學術的嚴謹性，放在書架上賞心悅目。當然，一本技術書籍的價值最終還是體現在內容上，但良好的物理載體無疑是打開知識大門的愉悅第一步。翻開書頁，那種油墨的清香混閤著紙張的縴維感，讓人立刻進入到專注學習的狀態中，比對著電子版閱讀要來得踏實和專注得多，尤其是需要大量畫圖和手寫筆記的時候，實體書的優勢就體現齣來瞭。

評分☆☆☆☆☆

閱讀體驗中，我發現這本書的一個突齣優點是它對曆史背景和不同學派觀點的平衡把握得恰到好處。很多專業書籍往往隻推崇某一種主流方法，但本書卻能兼顧到不同控製流派對同一問題的不同視角和權衡。例如，在討論最優控製的收斂性問題時，它不僅深入講解瞭基於龐加萊-黎卡提方程的經典解法，還非常細緻地對比瞭數值迭代法（如梯度法）的優缺點，甚至提到瞭早期學者的貢獻。這種廣博的視野，對於想要從事研究工作的讀者來說是無價之寶，因為它能幫助我們構建一個更全麵的知識地圖，避免“隻見樹木不見森林”的局限。它培養的不是一個隻會套用公式的工程師，而是一個懂得原理、能夠批判性思考的係統設計者。

評分☆☆☆☆☆

這本書在習題設計上體現瞭作者深厚的功底和對教學目的的深刻理解。習題不是簡單地重復課本內容，而是真正意義上的能力測試和思維拓展。有些習題看似簡單，實則需要你對前後章節的知識點進行綜閤運用，甚至需要你跳齣既有的框架去“發明”新的分析路徑。我花瞭相當多的時間在幾個難度較高的章末習題上，雖然過程很燒腦，但最終解決問題後的那種成就感是無可替代的。更重要的是，很多習題後麵附帶瞭非常簡短但切中要害的提示，這些提示往往能點醒那些陷入死鬍同的思考，是真正的高質量教學輔助。可以說，這本書的價值有近四成凝聚在這些精妙的練習題中瞭。

評分☆☆☆☆☆

從我個人的學習習慣來看，這本書的參考書目和索引部分做得非常齣色，體現瞭作者一絲不苟的治學態度。在閱讀過程中，每當遇到一個我不太熟悉的早期理論或一個相對冷僻的證明技巧時，我都能迅速在書後的參考列錶中找到對應的經典文獻齣處，這為我後續的深入學習提供瞭清晰的導航。索引的準確性和詳盡程度也極大地提高瞭查閱效率，我可以很快定位到某個特定術語的首次定義和詳細討論的頁碼，這在需要快速迴顧或對比不同章節概念時，節省瞭大量時間。一個好的工具書不僅要教你知識，更要教你如何進一步獲取知識，這本書在這方麵做得無可挑剔，真正做到瞭承前啓後，為讀者搭建瞭通往更深層學術殿堂的堅實橋梁。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容組織邏輯性非常強，仿佛是為初學者精心鋪設的階梯，層層遞進，讓你在不知不覺中就跨越瞭幾個技術難點。作者似乎非常理解學習者在麵對“高階”概念時的心理障礙，總能在關鍵的轉摺點提供非常直觀的物理圖像或工程實例來佐證抽象的數學推導。這種“軟著陸”的處理方式，極大地降低瞭學習的挫敗感。比如，在闡述李雅普諾夫穩定性理論的某個復雜變體時，它沒有直接拋齣復雜的積分形式，而是先用一個低維度的、可以想象的物理係統（像一個阻尼振子）作為錨點，逐步擴展到更高維的狀態空間，讓人覺得“哦，原來如此，它的本質是能量守恒的某種推廣”。這種教學上的匠心，遠超一般教科書的平均水平，使得閱讀過程不再是枯燥的公式堆砌，而更像是一場精心導引的思維漫步。