復雜係統的模糊變結構控製及其應用米陽 米陽,韓雲昊 9787502447625 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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米陽，韓雲昊 著

圖書標籤:

• 復雜係統
• 模糊控製
• 變結構控製
• 控製理論
• 應用數學
• 自動化
• 係統工程
• 米陽
• 韓雲昊
• 9787502447625

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 冶金工業齣版社

ISBN：9787502447625

商品編碼：29295760769

包裝：平裝

齣版時間：2008-11-01

基本信息

書名：復雜係統的模糊變結構控製及其應用米陽

定價：20.00元

作者：米陽,韓雲昊

齣版社：冶金工業齣版社

齣版日期：2008-11-01

ISBN：9787502447625

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：大32開

商品重量：0.182kg

編輯推薦

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內容提要

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本書從基本原理與方法、多種控製算法和實際應用等多個方麵，阿述瞭近年來復雜係統模糊變結構控製方麵的研究成果。內容包括：不確定離散係統的滑模控製；狀態不完全可測時滯係統的研究；非綫性離散係統的模糊魯棒鎮定；時滯不確定離散係統的魯棒鎮定；不確定係統的模糊滑模控製；不確定時滯係統的模糊滑模控製；基於分區切換方法設計倒立擺係統的控製器；基於變結構控製的時滯復雜動態網絡的魯棒自適應同步。本書是國內模糊變結構控製領域方麵的專著，取材新穎、廣泛，結閤實際，反映瞭這一領域近年來所取得的進展。
本書適宜信息、自動化及計算機應用等專業科技人員閱讀，也可供高等院校相關專業的師生參考。

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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《復雜係統的模糊變結構控製及其應用》 圖書簡介 《復雜係統的模糊變結構控製及其應用》一書深入探討瞭在現代工程和科學領域日益凸顯的復雜係統控製難題，並提齣瞭一套創新的解決方案——模糊變結構控製。本書聚焦於如何有效地處理復雜係統中存在的非綫性、不確定性、時變性以及模型未知等挑戰，通過融閤模糊邏輯的強大推理能力和變結構控製的魯棒性，為復雜係統的精確、穩定與高效控製提供瞭理論基礎和實踐指導。 一、 復雜係統：挑戰與機遇 隨著科學技術的飛速發展，我們所麵臨的係統越來越龐大、耦閤性越來越強、動態行為越發難以預測。從航空航天、機器人技術、電力係統，到生物醫學、經濟金融，乃至交通網絡和氣候模型，這些都屬於復雜係統的範疇。復雜係統通常錶現齣以下幾個關鍵特徵： 高度非綫性： 係統內部各變量之間的關係並非簡單的綫性疊加，而是呈現齣復雜的非綫性耦閤，使得傳統的綫性控製理論難以直接應用。 參數不確定性與模型未知： 對復雜係統的精確數學模型往往難以獲得，即使存在模型，模型參數也可能隨時間變化或受到外部乾擾而存在顯著的不確定性。 外部乾擾與內部擾動： 復雜係統運行過程中，常常會受到不可預測的外部環境乾擾，以及係統內部組件的隨機故障或性能衰減。 多模態與突變行為： 某些復雜係統可能在不同工作狀態下錶現齣截然不同的動力學特性，甚至會發生突變的、不連續的行為。 信息不完全或模糊： 對係統狀態的測量可能不精確，或者信息本身就具有模糊的特性，難以用精確的數值來描述。 這些特性給係統的設計、分析和控製帶來瞭巨大的挑戰。傳統的控製方法，如PID控製、狀態空間法等，在處理這些復雜性時往往力不從心，容易導緻係統性能下降、穩定性難以保證，甚至齣現失控的危險。因此，開發能夠有效應對復雜係統挑戰的新型控製策略勢在必行。 二、 模糊邏輯：駕馭不確定性的智慧 模糊邏輯（Fuzzy Logic）作為一種處理模糊信息和不確定性思維的數學工具，為剋服復雜係統中的信息不完全和模型不確定性提供瞭有力支撐。與傳統二值邏輯（非0即1）不同，模糊邏輯允許事物存在“中間狀態”，用隸屬度函數來量化事物屬於某個概念的程度。 本書在模糊邏輯的應用上，主要體現在以下幾個方麵： 模糊化： 將精確的輸入變量（如誤差、誤差變化率）轉化為模糊集閤的隸屬度，例如將“誤差”描述為“負大”、“負小”、“零”、“正小”、“正大”等模糊語言。 模糊推理： 利用預先設定的模糊規則庫（IF-THEN形式），根據輸入的隸屬度，推導齣模糊輸齣。例如，“如果誤差是正大且誤差變化率是零，則控製量是負大。” 解模糊化： 將推理得到的模糊輸齣轉化為精確的控製量，以便於執行機構進行操作。 模糊邏輯的引入，使得控製係統能夠以一種更加符閤人類直覺的方式進行決策，即使在模型不精確或信息模糊的情況下，也能提供有效的控製響應。它善於捕捉專傢的經驗知識，並將其轉化為控製策略，對於那些難以精確建模但擁有豐富操作經驗的係統，如機器人操作、過程控製等，尤為適用。 三、 變結構控製：實現魯棒性的利器 變結構控製（Variable Structure Control, VSC）是一種具有強大魯棒性的非綫性控製技術。其核心思想是通過改變控製器的結構（即控製律），使係統狀態軌跡按照預設的“切換函數”進行運動。當係統狀態偏離切換函數時，控製器會以極高的頻率（理論上是無窮大）切換不同的控製律，迫使係統狀態快速地迴到切換函數上，並沿著切換函數滑動，直至收斂到原點。 變結構控製的主要優點包括： 高度魯棒性： 變結構控製器對係統參數變化、外部乾擾和模型不確定性具有極強的魯棒性。即使存在較大的模型誤差或乾擾，係統仍能保持穩定，並快速收斂。 快速動態響應： 通過設計閤適的切換函數，可以實現係統的快速動態響應和精確的跟蹤性能。 穩定性保證： 在滿足一定條件下，變結構控製可以保證係統的全局穩定性。 然而，標準的變結構控製也存在一些挑戰，例如“抖振”（chattering）現象。抖振是指在切換函數附近，控製信號會以極高的頻率快速切換，這不僅會引起執行機構的磨損，還可能在實際係統中引入額外的振動和噪聲。 四、 融閤之道：模糊變結構控製的優勢 《復雜係統的模糊變結構控製及其應用》的核心貢獻在於將模糊邏輯和變結構控製的優勢巧妙地結閤起來，形成瞭一種更加強大和靈活的控製策略——模糊變結構控製（Fuzzy Variable Structure Control, FVSC）。 FVSC的構想是將模糊邏輯應用於變結構控製的設計和實現中，以剋服傳統VSC的不足，並進一步增強其性能。具體而言，本書提齣和探討瞭以下幾個關鍵的融閤機製： 模糊化切換函數： 將傳統的硬切換函數（例如符號函數sgn(s)）替換為基於模糊邏輯的軟切換機製。這意味著在接近切換函數時，控製器的切換不再是瞬間完成，而是平滑過渡。這有助於顯著減緩或消除抖振現象，提高係統的平滑性和實際可操作性。 模糊推理生成控製律： 利用模糊推理來生成變結構控製的控製律。通過建立模糊規則，可以根據係統的狀態（如誤差、誤差變化率）以及模糊邏輯的推理結果，動態地調整控製器的增益或切換行為。這種方法能夠根據實際運行情況，靈活地調整控製器的強度，從而在保證魯棒性的同時，優化係統的性能。 自適應模糊變結構控製： 進一步發展齣能夠根據係統在綫性能或環境變化，自適應調整模糊規則或隸屬度函數的模糊變結構控製方法。這種自適應性使得控製器能夠在更廣泛的工作範圍內保持最優性能，並能應對動態變化的環境。 模型不確定性下的模糊變結構控製： 針對模型參數未知或存在不確定性的復雜係統，利用模糊邏輯來處理這些不確定性，並結閤變結構控製的魯棒性，設計齣能夠有效控製這類係統的控製器。模糊邏輯可以作為一種“知識庫”，用於描述和處理模型的不確定性，而變結構控製則負責確保係統的穩定性。 五、 應用前景：賦能多樣化復雜係統 本書所提齣的模糊變結構控製策略，其應用前景廣闊，涵蓋瞭眾多對控製精度、魯棒性和實時性要求極高的領域。書中詳盡地介紹瞭如何將這些控製理論應用於以下幾個典型的復雜係統： 機器人控製： 機器人係統常常麵臨多自由度、強耦閤、模型不確定性以及與環境的非綫性交互。模糊變結構控製可以有效地解決這些問題，實現機器人手臂的高精度軌跡跟蹤、穩定抓取以及安全的人機交互。例如，在復雜的工業生産綫中，機器人需要精確地執行指令，同時應對物料的不規則性或工件位置的微小偏差。 航空航天係統： 飛機、衛星、無人機等航空航天器在飛行過程中會受到氣流擾動、發動機性能變化等多種不確定因素的影響。模糊變結構控製能夠提供高效、可靠的姿態控製和路徑跟蹤，確保飛行安全和任務完成。尤其是在高超聲速飛行器等模型復雜且工作條件極端的情況下，FVSC能夠發揮其魯棒性優勢。 電力係統： 現代電力係統日益復雜，包含大量的發電機組、輸電綫路和負荷，並且需要應對新能源並網帶來的不確定性。模糊變結構控製可以用於電網的穩定控製、頻率和電壓的調節，以及故障恢復，從而提高電網的可靠性和運行效率。 過程控製： 化工、冶金、製藥等工業過程往往具有顯著的非綫性、時滯和參數變化。FVSC可以實現對這些過程的精確控製，優化産品質量，降低能耗，並提高生産安全性。例如，在復雜的反應釜控製中，需要精確控製溫度、壓力和流量，以確保化學反應按照預期進行。 交通係統： 城市交通網絡的管理是一個典型的復雜係統問題，麵臨著動態擁堵、信號燈配時優化、車輛協同等挑戰。模糊變結構控製的思想可以藉鑒到交通信號的智能調度，提高交通流量，減少等待時間，並提升整體交通係統的運行效率。 六、 本書特色與價值 《復雜係統的模糊變結構控製及其應用》一書具有以下顯著特色和重要價值： 理論與實踐並重： 本書不僅深入闡述瞭模糊變結構控製的理論原理，還通過大量的實際案例分析，展示瞭其在不同復雜係統中的具體應用方法和效果。 係統性與全麵性： 內容涵蓋瞭從基礎的模糊邏輯和變結構控製概念，到先進的模糊變結構控製設計方法，以及多種典型應用場景，具有很強的係統性和全麵性。 創新性與前沿性： 書中提齣的模糊變結構控製方法，是當前控製理論研究的前沿領域，為解決復雜係統控製難題提供瞭新的思路和技術手段。 可讀性與易理解性： 作者力求以清晰的語言和條理化的結構，將復雜的控製理論轉化為易於理解的知識，適閤相關領域的科研人員、工程技術人員及高等院校師生閱讀。 總而言之，《復雜係統的模糊變結構控製及其應用》是一部集理論深度、技術創新與實踐價值於一體的學術著作，對於希望深入理解和掌握復雜係統控製技術，尤其是在處理不確定性、非綫性和魯棒性要求高的應用場景，本書將是寶貴的參考資料。它不僅為控製理論的研究者提供瞭新的研究方嚮，也為工程實踐者提供瞭切實可行的解決方案。

評分☆☆☆☆☆

這本書封麵設計的確實很有吸引力，黑底的深邃感搭配著金色字體的“復雜係統”、“模糊變結構控製”這些字眼，瞬間就勾起瞭我對未知領域探索的好奇心。我一直對那些看似雜亂無章，實則蘊含著深刻規律的復雜係統著迷，比如我們身邊無處不在的交通網絡、生物的生態係統，甚至是人類社會的發展演變。而“模糊控製”和“變結構控製”在我看來，就像是揭示這些復雜現象背後邏輯的兩把關鍵鑰匙，能幫助我們理解和駕馭那些不確定、不精確的因素。這本書名本身就傳遞齣一種高度專業性和前沿性，讓我隱隱期待它能為我打開一扇理解復雜係統的新大門，提供一套行之有效的分析和控製工具。我特彆想知道，作者是如何將模糊邏輯的柔性和變結構控製的魯棒性巧妙結閤，來應對那些傳統綫性控製方法束手無策的難題的。這本書的作者名“米陽”和“韓雲昊”也給我一種嚴謹治學的感覺，相信他們在此領域有著深厚的積纍和獨到的見解。我希望這本書不僅能理論上講透，還能在實際應用方麵給齣一些令人信服的案例，讓我看到這些抽象的控製理論如何在現實世界中發揮作用。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺，更像是一次對控製理論邊界的深度探索，它挑戰瞭我們對“精確”和“穩定”的傳統認知。我一直對一些前沿的控製理論抱有濃厚的興趣，而“模糊變結構控製”無疑是其中一個極具吸引力的分支。以往的控製理論，往往建立在對係統精確建模的基礎上，要求係統參數是已知的、恒定的。然而，現實世界的復雜係統，往往充滿瞭不確定性、非綫性和時變性，精確建模幾乎是不可能的任務。這本書的齣現，似乎為我們提供瞭一條新的路徑：不迴避不確定性，反而將其納入控製框架。它將模糊邏輯的“模糊”處理能力與變結構控製的“強魯棒性”優勢相結閤，形成瞭一種能夠應對高度不確定性和動態變化的控製策略。我非常好奇，作者是如何在理論層麵推導齣這種控製方法的，例如，他們是如何定義和處理模糊集，以及如何設計齣能夠有效切換的變結構控製器，以保證在模糊信息下的係統穩定性。我期待這本書能深入淺齣地講解這些理論細節，並引發我對於更廣泛的復雜係統控製問題的思考，開闊我的學術視野。

評分☆☆☆☆☆

這本《復雜係統的模糊變結構控製及其應用》給我帶來的最大驚喜，在於它對於“模糊”這一概念的深入挖掘和巧妙運用。我一直覺得，現實世界很多事物並非非黑即白，而是存在著大量的模糊地帶，尤其是在描述復雜係統行為時，精確的數學模型往往難以建立。這本書似乎正是抓住瞭這一點，通過模糊邏輯，將那些難以量化的“大概”、“差不多”、“有點”等概念轉化為可計算的數學語言，這本身就是一種思維上的飛躍。更讓我感興趣的是，它還將這種模糊性與“變結構控製”這種強調係統在不同狀態下切換控製策略的理論相結閤。我想象著，當係統麵臨不確定性或外部乾擾時，模糊邏輯可以提供一種更靈活、更適應性的決策依據，而變結構控製則能確保係統在這些模糊決策下依然保持穩定和高效。這種“模糊”與“變結構”的碰撞，仿佛是為解決那些“說不清道不明”的復雜問題提供瞭一套全新的思路，我迫切地想知道作者是如何將這種理論框架構建起來的，以及它在具體工程問題中，例如機器人導航、故障診斷或者智能交通管理等方麵，能夠帶來哪些突破性的成果。

評分☆☆☆☆☆

從一個應用者的角度來看，我一直苦於如何將理論知識轉化為解決實際工程問題的能力。這本《復雜係統的模糊變結構控製及其應用》的書名，直接點齣瞭“應用”二字，這讓我感到非常振奮。在我的工作領域，經常會遇到一些因為環境變化大、參數不確定性高而難以精確建模和控製的係統，比如一些工業自動化設備在動態生産過程中的調整，或是某些生物醫藥設備的精細調控。傳統的PID控製雖然簡單易用，但在麵對這些復雜多變的場景時，往往顯得力不從心，要麼犧牲瞭響應速度，要麼犧牲瞭控製精度。而“模糊變結構控製”這個概念聽起來就非常有潛力，能夠兼顧穩定性和靈活性。我特彆期待書中能夠提供具體的工程案例分析，詳細闡述如何將模糊規則的設計、隸屬函數的選取、以及變結構切換麵的確定等關鍵步驟，應用到實際的係統設計和調試中。我希望能看到書中給齣一些具體的流程圖、算法僞代碼，甚至是實際的實驗數據和仿真結果，這樣我纔能更好地理解和學習，將書中的知識真正遷移到我的工作實踐中去，解決我目前麵臨的技術難題。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書，很大程度上是被其“復雜係統”這個關鍵詞所吸引，因為我一直認為，我們身處的現實世界，本質上就是一個個相互關聯、相互影響的復雜係統。從宏觀的天氣變化到微觀的細胞活動，再到我們每天接觸的互聯網信息流，無不展現著復雜係統的特性——湧現性、自組織性和非綫性。而“模糊變結構控製”這個具體的控製理論，在我看來，就是一種能夠有效理解和操縱這些復雜係統的強大工具。我希望這本書能夠不僅僅停留在理論的介紹，而是能夠深入探討這種控製方法在解決實際復雜係統問題中的潛力。例如，在環境保護領域，如何利用模糊變結構控製來優化水資源調度，以應對氣候變化帶來的不確定性？在金融領域，如何用它來構建更魯棒的風險管理模型，以應對市場波動？我期待書中能提供一些啓發性的思路，甚至是一些成功的應用案例，來證明這種控製方法在處理那些“難以捉摸”的復雜問題時的有效性，從而為我理解和解決更廣泛的現實世界挑戰提供理論指導和實踐參考。