自适应控制系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:谢新民

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2002-7-1

价格:21.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302052272

丛书系列:

图书标签:

• 自适应控制
• 现代控制
• 智能控制
• 系统工程
• 控制理论
• 优化算法
• 机器人控制
• 非线性系统
• 信号处理
• 自动控制

好的，以下是一本关于复杂系统建模与分析的图书的详细简介，其内容与“自适应控制系统”无关： --- 书名：复杂系统动力学：建模、仿真与前沿分析技术 图书简介 本书全面深入地探讨了复杂系统动力学的理论基础、建模方法、仿真技术以及前沿的分析工具。随着科学和工程领域的进步，我们面对的系统日益呈现出高度的非线性、多尺度、涌现性和不确定性。传统的线性化或简化模型已难以准确描述这些系统的真实行为。本书旨在为研究人员、工程师和高年级学生提供一套系统的、跨学科的视角和实用的技术框架，以应对这些复杂挑战。 第一部分：复杂系统基础理论与建模范式 本书首先建立起复杂系统科学的理论基石。我们详细阐述了系统的基本概念，从元胞自动机（Cellular Automata, CA）到多智能体系统（Multi-Agent Systems, MAS），清晰界定了复杂性的内涵——即系统整体行为难以从个体部分简单线性叠加推导的特性。 在建模部分，我们超越了传统的微分方程方法，重点介绍了多种适用于复杂系统的建模范式： 1. 基于主体的建模（Agent-Based Modeling, ABM）： 详细讲解了如何构建具有自治性、局部交互和适应性行为的智能体模型。内容涵盖智能体状态空间定义、交互规则设计、异质性处理，并通过实际案例（如交通流模型、流行病传播动力学）展示ABM在宏观现象涌现方面的强大能力。 2. 网络科学视角： 系统性地介绍了复杂网络的拓扑结构（无标度、小世界、随机网络），度分布的统计特性，以及网络上的动力学过程（如同步、扩散）。我们将重点放在网络拓扑与系统功能之间的深层关联上。 3. 基于规则的系统建模： 探讨了如何使用有限状态机、转换系统以及更精细的Petri网来描述具有离散事件和并发性的系统的演化过程。 第二部分：数值仿真、可视化与高精度计算 精确的数值仿真和直观的可视化是理解复杂系统动态行为的关键。本部分侧重于从理论走向实践的桥梁。 我们详细剖析了求解非线性常微分方程组（ODEs）和偏微分方程组（PDEs）的数值方法，包括高阶龙格-库塔法、隐式/显式方法的选择与稳定性分析。对于涉及随机性和噪声的系统，我们深入研究了随机微分方程（SDEs）的欧拉-丸山法和Milstein方法的应用。 在仿真环境构建方面，本书不仅关注算法本身，还探讨了高性能计算（HPC）在处理大规模复杂系统仿真中的作用。内容涉及并行计算框架（如MPI或OpenMP）在加速ABM和网络模拟中的应用策略。 可视化技术部分着重于如何有效呈现高维、时变的复杂系统数据。这包括时间序列的相空间重构、多变量同步可视化、网络图的动态布局算法（如力导向算法的改进），以及三维或四维数据（包含时间维度）的沉浸式展示技术。 第三部分：复杂系统的前沿分析技术 理解复杂系统的本质要求我们采用超越传统线性分析的工具。本部分聚焦于识别、量化和预测复杂系统中的非周期性行为和突变现象。 1. 非线性动力学工具箱： 深入讲解了庞加莱截面法、分岔分析（鞍结点分岔、霍普夫分岔等）在识别系统定性变化中的应用。重点阐述了混沌理论的核心概念，如李雅普诺夫指数的计算、吸引子的识别（Strange Attractors）及其在系统敏感性评估中的意义。 2. 信息论与复杂性度量： 本书引入了信息论工具来量化系统的复杂度和信息流。详细介绍了互信息（Mutual Information）、熵率（Entropy Rate）的概念及其在识别系统内部关联性中的应用。更进一步，我们将介绍近似熵（Approximate Entropy, ApEn）和样本熵（Sample Entropy, SampEn），用于评估时间序列的规律性和复杂度，有效区分纯随机过程与确定性混沌。 3. 降维与特征提取： 面对高维状态空间数据，我们探讨了有效的降维技术。主成分分析（PCA）作为基础方法被介绍，但本书更侧重于流形学习技术，如局部线性嵌入（LLE）和t-SNE，这些方法在保留数据内在几何结构的同时，揭示系统潜在的低维动力学流形。 4. 事件驱动与突现分析： 复杂系统常表现出突变或“临界点”现象。本部分专门研究如何利用阈值穿越分析和早期预警指标（Early Warning Signals, EWS），例如方差和自相关性的增加，来识别系统即将进入新稳定态或失稳状态的临界点。 应用领域与目标读者 本书的知识体系广泛适用于生态学、社会经济系统、生物物理学、材料科学以及大规模工程系统（如电网、城市交通网络）的研究与设计。 本书内容结构严谨，理论推导与实际算例相结合，旨在培养读者运用先进数学和计算工具分析真实世界复杂系统的能力。 ---

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