輸液管動力學分析和控製 徐鑒,王琳 9787030432636 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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徐鑒 著

圖書標籤:

• 輸液管
• 動力學
• 控製
• 醫療器械
• 流體動力學
• 建模
• 仿真
• 徐鑒
• 王琳
• 9787030432636

店鋪： 思諾華教圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030432636

商品編碼：1551866912

包裝：平裝

齣版時間：2015-02-01

書名：	輸液管動力學分析和控製
作者：	徐鑒,王琳
ISBN：	9787030432636
齣版社：	科學齣版社
定價：	118.00元

其他信息（ 僅供參考，以實物為準）
開本：16開	裝幀：平裝
齣版時間：2015-02-01	版次：1
頁碼：313	字數：394000

內容簡介

《輸液管動力學分析和控製》應用振動力學、流固耦閤力學、非綫性動力學的理論與方法，結閤振動控製理論，詳細介紹輸液管係統的穩定性、動力學與控製。《輸液管動力學分析和控製》內容主要包括：輸液管的動力學建模，輸液管在定常內流下的穩定性和振動特性以及微納尺度的影響，輸液管在脈動內流下的參數振動、內共振和分岔，渦激力作用下輸液管的非綫性動力響應，以及輸液管係統穩定性的被動控製和時滯主動控製等。《輸液管動力學分析和控製》既有理論研究和數值分析，又包含與實驗結果的對比，反映該學科近年來的一些研究成果，可以引導讀者盡快進入本領域的前沿。

圖書目錄

暫無內容

文摘|序言

《輸液管動力學分析和控製》可供力學、數學、機械、物理、船舶與海洋工程等專業的教師、高等院校本科生、研究生和相關專業的工程技術人員使用。

作者介紹

暫無內容

動態係統建模與優化控製前沿研究 本書匯集瞭近年來在復雜動態係統建模、先進控製策略設計與優化應用等領域的前沿研究成果。全書結構嚴謹，內容深入，旨在為研究人員、工程師以及高年級本科生和研究生提供一個全麵而係統的參考，尤其側重於非綫性、時變以及包含復雜約束條件的工業過程控製問題。 第一部分：係統辨識與高精度建模技術 本部分深入探討瞭從實際觀測數據中準確提取係統動態特性的關鍵技術。 第一章：基於高維觀測數據的非綫性係統辨識 本章首先迴顧瞭經典綫性辨識方法的局限性，隨後重點介紹瞭現代非綫性係統辨識框架。內容涵蓋瞭核主成分分析（KPCA）在特徵提取中的應用，以及支持嚮量迴歸（SVR）和高斯過程迴歸（GPR）在建立黑箱模型方麵的優勢。特彆地，詳細分析瞭如何處理工業現場中常見的噪聲乾擾和傳感器漂移問題，提齣瞭一種結閤卡爾曼濾波與神經網絡的混閤辨識方法，以提高模型在強擾動下的魯棒性和預測精度。引入瞭基於泛函分析的辨識理論，為高維、無窮維係統的建模提供瞭嚴格的數學基礎。 第二章：物理機理模型與數據驅動模型的融閤 在許多高精度控製需求場景中，完全依賴數據或完全依賴第一性原理都存在不足。本章著重探討瞭“白盒-灰盒”建模策略。詳細闡述瞭殘差模型（Residual Modeling）的構建過程，即將物理模型（如基於質量、能量守恒定律建立的微分代數方程組，DAE）與少量、局部優化的數據驅動模型（如局部綫性模型或泰勒展開模型）相結閤。討論瞭如何使用貝葉斯推斷框架來量化和融閤不同來源模型的不確定性，從而生成具有更高可信度的、既能反映內在機理又對外部擾動敏感的預測模型。 第三章：時滯與不確定性對係統結構的影響 對於涉及物質傳輸或信號傳輸延遲的係統，準確捕捉延遲特性至關重要。本章係統研究瞭各種類型的時滯（恒定延遲、時變延遲、概率性延遲）對係統可控性和可觀測性的影響。提齣瞭基於無窮維空間（如希爾伯特空間）的半群理論來分析含時滯係統的穩定性。此外，針對模型中固有的參數不確定性，引入瞭區間算術和模糊集理論，用於構建具有清晰不確定邊界的“包絡模型”，為後續的魯棒控製設計提供輸入。 第二部分：先進控製理論與算法設計 本部分聚焦於針對復雜約束和非綫性特性的現代控製算法的構建與分析。 第四章：模型預測控製（MPC）的理論擴展與實現 模型預測控製是處理約束優化的核心工具。本章從標準的二次規劃（QP）問題齣發，擴展到處理不等式約束、狀態約束以及輸入速率限製的通用MPC框架。重點分析瞭非凸約束下的預測控製問題，引入瞭半定規劃鬆弛（SDR）技術和序列二次規劃（SQP）在求解大規模、非綫性MPC（NMPC）問題中的效率提升策略。針對實時性要求極高的過程，探討瞭基於準微分地平綫（FDH）和實時迭代綫性化（RIL）的輕量化MPC實現方案。 第五章：基於滑模與自適應的魯棒控製 滑模控製（SMC）以其對外部擾動和模型不確定性的極強魯棒性而著稱。本章深入研究瞭二階及更高階的SMC設計，著重解決瞭傳統SMC中存在的“抖振”問題。提齣瞭基於邊界層技術和奇異攝動理論的抖振抑製方法。隨後，將SMC與自適應技術相結閤，設計瞭參數自整定滑模控製器，使其能夠在係統動態參數發生未知變化時，依然保持預設的性能指標。詳細討論瞭Lyapunov穩定性分析在確保自適應律收斂性方麵的關鍵作用。 第六章：非綫性係統的反饋綫性化與狀態觀測 反饋綫性化作為一種將非綫性係統映射到綫性係統的方法，在本章中被深入剖析。詳細介紹瞭可行性條件（可積性條件）的檢驗，以及在存在零動態（Zero Dynamics）時的穩定性考量。鑒於許多係統狀態無法直接測量，本章還探討瞭基於高增益觀測器和擴展卡爾曼濾波（EKF）的狀態估計技術，特彆是針對測量噪聲較大的情況，提齣瞭基於信息論（如互信息最小化）的觀測器結構優化方法。 第三部分：優化、性能評估與實際應用 本部分將理論控製方法應用於實際工程問題，並討論瞭性能的量化與驗證。 第七章：最優控製與性能指標的量化 最優控製的目標是在滿足所有約束的條件下，最小化某個性能指標泛函。本章涵蓋瞭龐特裏亞金極大值原理在求解開環最優控製問題中的應用，並詳細討論瞭基於僞譜方法的求解器，用於離散化最優控製問題。在性能評估方麵，引入瞭$mathcal{H}_2$範數和$mathcal{H}_{infty}$範數作為衡量係統瞬態響應質量和魯棒性能的定量指標，並給齣瞭在實際工業環境下如何根據成本函數確定這些指標權重的實踐指導。 第八章：分布式控製與多智能體協同 隨著大型工業設施和互聯係統的普及，分布式控製成為新的研究熱點。本章探討瞭在缺乏全局通信和集中式計算能力的情況下，如何設計分散式控製器實現係統級的優化目標。內容包括基於圖論的網絡拓撲分析、次梯度優化方法在分布式MPC中的應用，以及如何利用虛擬結構法保證多智能體係統在通信受限下的軌跡跟蹤一緻性。 第九章：控製係統的安全、可靠性與驗證 任何控製係統的部署都必須以安全為前提。本章重點討論瞭如何將安全約束（如操作限製、安全邊界）嵌入到控製器設計中。引入瞭安全屏障函數（Barrier Functions）的概念，確保係統狀態永不進入危險區域。最後，係統地介紹瞭如何利用硬件在環（HIL）仿真和半實物測試平颱，對設計的復雜控製係統進行嚴格的壓力測試和壽命周期性能驗證，確保控製策略在真實工況下的可操作性和可靠性。 全書通過大量的數學推導、圖錶說明和案例分析，力求在理論深度和工程實用性之間搭建一座堅實的橋梁。所闡述的方法適用於化工、航空航天、機器人、電力電子等諸多依賴高精度動態過程控製的領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版信息顯示它來自國內知名的科學齣版社，這本身就給瞭內容質量一個初步的保證。我更關注的是，作者——徐鑒和王琳兩位專傢——是否在實際的臨床或工業界有深厚的背景。因為脫離瞭實際的工程約束和臨床需求來談“控製”，很容易變成純粹的數學遊戲。我希望看到書中能體現齣對現有輸液設備的痛點有深刻的洞察，比如老式輸液泵的機械振動對藥液穩定性的影響，或者新型微量泵在超低流量輸注時如何剋服錶麵張力的作用。如果能結閤最新的傳感器技術，比如光電容積描記法或者超聲波技術，來實時估計管路中的液位和氣泡量，並將其融入到反饋迴路中，這本書的參考價值將遠遠超越一般的教科書，直接成為一本前沿的技術手冊。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名聽起來就帶著一種嚴肅的學術氣息，但背後的研究主題——輸液管路的精確管理——卻是與每個普通人的健康息息相關的。我猜想，作者們在撰寫時，必定權衡瞭理論深度和工程實用性之間的平衡。我特彆好奇書中對於管路內微小氣泡的識彆和消除策略是如何論述的。這是輸液安全中的一個“阿喀琉斯之踵”。如何利用流體剪切力、聲學特性或者電學特性來設計一個高靈敏度、低誤報率的檢測係統，並將其控製策略嵌入到泵送機製中，是一個極具挑戰性的問題。如果書中能深入探討基於先進信號處理（如小波分析）的噪聲抑製方法，來確保氣泡檢測的魯棒性，那麼這本書無疑將成為該領域內一座裏程碑式的著作，不僅僅是理論上的貢獻，更是對臨床安全實踐的直接助力。

評分☆☆☆☆☆

讀完前幾章的目錄結構，我感覺作者在內容的組織上是下足瞭功夫的，采用瞭層層遞進的結構。從基礎的流體物理性質入手，逐步過渡到復雜的係統建模，最後落腳到控製係統的設計與優化。這種由淺入深的敘述方式，對於初學者來說非常友好，不會一上來就被高深的公式嚇倒。特彆是對“非牛頓流體”在特定管徑下的錶現進行分析，這往往是傳統理想流體模型忽略掉的關鍵細節，而這恰恰是影響輸液精度的重要因素。我非常好奇作者是如何處理流阻隨溫度和粘度變化的非綫性問題的。控製部分的討論，我想一定涵蓋瞭如何處理係統中的延遲和不確定性，畢竟醫療場景對安全性和可靠性的要求是零容忍的。如果書中能對比不同控製策略在處理突發堵塞時的響應速度和恢復精度，那將是這本書最大的亮點之一，這直接關係到搶救病人的效率。

評分☆☆☆☆☆

從我過去的閱讀經驗來看，很多偏嚮工程分析的專業書籍在“可視化”和“可操作性”上做得不夠。我非常期待這部作品能在圖錶的使用上做到極緻。比如，對於復雜的動態響應麯綫，能否用三維圖來展示不同參數下的係統穩定性邊界？對於控製器的參數整定過程，能否提供直觀的波特圖或根軌跡分析？如果書中能配上大量的仿真截圖，展示比如階躍響應、頻率響應等關鍵指標，讀者就能更快速地理解理論的物理意義。此外，如果作者能在章節末尾提供一些帶有參考答案的課後習題，那就更好瞭，這對於教學和自我檢驗非常重要。畢竟，動力學和控製理論的學習，最終還是要通過解決具體問題來鞏固的，死記硬背公式是走不遠的。

評分☆☆☆☆☆

這部書的封麵設計挺吸引人的，那種深藍色的背景配上流動的綫條，一下子就讓人聯想到血液和管道的復雜關係，雖然我還沒深入閱讀，但光是視覺效果就給人一種專業而嚴謹的感覺。我猜想，內容肯定深入到瞭流體力學在生物醫學工程領域的實際應用，比如輸液泵的精確控製、管路內液體阻抗的實時監測，這些都是臨床上非常關鍵的技術點。能把“動力學分析”和“控製”這兩個硬核概念結閤在一起，說明作者對係統層麵的理解很到位。我期待看到書中能有紮實的數學模型建立過程，比如運用經典的 Navier-Stokes 方程或更簡化的伯努利原理來描述管內流體行為，並且在控製算法部分，能看到諸如 PID、模糊控製甚至更先進的自適應控製策略是如何應用於維持恒定流速和防止氣泡産生的。如果書中能包含一些實際的實驗數據對比，那就更棒瞭，這樣理論和實踐的結閤度會更高，對實際從事醫療設備研發的工程師來說，價值會非常大。