迭代学习控制理论及应用

迭代学习控制理论及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:于少娟等编
出品人:
页数:287
译者:
出版时间:2005-7
价格:26.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787111165415
丛书系列:
图书标签:
  • 学习
  • 迭代学习控制
  • 自适应控制
  • 机器人控制
  • 过程控制
  • 优化算法
  • 智能控制
  • 控制理论
  • 机器学习
  • 工业应用
  • 系统辨识
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具体描述

本书全面系统深入地介绍了迭代学习控制的理论、方法及其实现技术。突出反映了该领域国内外的最新研究成果及其大量应用实例,并将作者的研究成果融汇其中。

全书共分6章,第1章介绍迭代学习控制技术的发展概况、研究现状等,第2章介绍迭代学习控制的数学工具,第3章介绍迭代学习控制的研究内容,第4章介绍迭代学习控制与先进控制技术的结合,第5章介绍迭代学习控制的应用成果,第6章对迭代学习控制的研究方向进行展望。

本书取材广泛,结构严谨,深入浅出,理论联系实际。可作为相关专业研究生或高年级本科生的教材。亦可帮助科技人员了解并更好地应用迭代学习控制。

本书深入探讨了现代控制理论中的一个前沿领域——迭代学习控制(Iterative Learning Control, ILC)。ILC作为一种特殊的重复性任务控制策略,其核心思想在于通过在每次重复执行同一任务的过程中不断学习和改进控制律,从而逐步逼近理想的控制性能。它特别适用于那些要求高精度、高重现性,且任务过程具有高度重复性的系统,例如机器人操作、数控机床加工、批量生产制造等。 本书首先系统地梳理了迭代学习控制的发展历程,从早期的理论雏形到如今的百花齐放,为读者构建了完整的知识框架。随后,将详细介绍不同类型的迭代学习控制算法,包括但不限于: 1. 基础迭代学习控制算法: P型ILC(Proportional Iterative Learning Control): 介绍最基本也最直观的ILC形式,它基于前一次迭代的误差信息来更新当前的控制输入。我们将深入分析其收敛条件,并探讨其在简单系统上的应用潜力。 PI型ILC(Proportional-Integral Iterative Learning Control): 在P型ILC的基础上引入积分环节,以消除稳态误差,提升控制精度,尤其是在存在参数不确定性或外部干扰的情况下。 DD型ILC(Derivative-Differential Iterative Learning Control): 探讨利用当前迭代的误差导数信息来改善学习效果,从而加快收敛速度并抑制振荡。 2. 改进型及高级迭代学习控制算法: 高阶ILC(Higher-Order ILC): 介绍如何将ILC算法扩展到高阶,利用更多历史信息或更复杂的学习规则来达到更优的控制性能。 基于模型预测的ILC(Model Predictive ILC, MPC-ILC): 结合模型预测控制的思想,将ILC的重复学习能力融入到预测控制的框架中,实现更优化的控制和轨迹跟踪。 非线性ILC(Nonlinear ILC): 重点讨论针对非线性系统设计的ILC算法,包括基于Lyapunov稳定性理论、Backstepping方法等在ILC设计中的应用。 鲁棒ILC(Robust ILC): 关注系统参数摄动、模型不确定性以及外部扰动对ILC性能的影响,并提出相应的鲁棒性设计方法,确保ILC在复杂环境下仍能有效工作。 自适应ILC(Adaptive ILC): 探讨在系统参数未知或随时间变化的条件下,如何设计能够实时调整学习参数或模型参数的ILC策略。 基于状态的ILC(State-Based ILC): 介绍如何利用系统状态信息来设计更有效的学习策略,从而提升控制精度和鲁棒性。 3. 迭代学习控制在不同领域的应用: 本书不仅仅停留在理论层面,更强调ILC的实际工程应用价值。我们将深入剖析ILC在以下领域的典型应用案例: 机器人技术: 如机器人轨迹跟踪、力控制、装配操作等,ILC能够显著提高机器人的重复操作精度和效率。 精密制造: 如数控机床的加工精度提升、3D打印的表面质量优化、半导体制造中的晶圆处理等。 航空航天: 如飞行器姿态控制、卫星轨道调整、无人机飞行控制等,尤其在重复性飞行任务中展现出巨大潜力。 生物医学工程: 如医疗机器人操作、药物输送系统的精确控制等。 其他领域: 包括电力系统、交通运输等,凡是涉及重复性任务的场景,ILC都有可能发挥重要作用。 4. 理论分析与工程实现: 为了帮助读者更好地理解和应用ILC,本书将详细阐述ILC的收敛性分析方法,包括不同范数下的收敛性证明,以及影响收敛性能的关键因素。同时,也会探讨ILC在实际工程实现中需要考虑的问题,例如采样周期选择、滤波器设计、参数整定策略等。 本书的特点: 系统性强: 从基础到前沿,涵盖了迭代学习控制的多个重要方面。 理论与实践结合: 既有严谨的数学推导和理论分析,又有丰富的应用案例和工程实现考量。 内容详实: 对每种算法的原理、设计思路、收敛条件以及优缺点都进行了深入阐述。 可读性高: 语言清晰流畅,逻辑严谨,适合不同背景的读者阅读。 通过本书的学习,读者将能够深刻理解迭代学习控制的核心原理,掌握多种ILC算法的设计方法,并能够将其有效地应用于实际工程问题中,从而显著提升系统的控制性能和自动化水平。本书是从事自动控制、机器人学、机械工程、制造工程等领域研究和工程实践人员的宝贵参考。

作者简介

目录信息

读后感

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这本书是国内比较少有的对迭代学习控制进行全面介绍的书籍,内容较为丰富。基本介绍思路是:先介绍迭代学习理论数学基础,再介绍理论证明,第四章给出迭代学习与各种先进算法的结合算法,第五章介绍应用,第六章展望。 本书也有一定的不足,第二章数学定理证明部分公式有书写...

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这本书是国内比较少有的对迭代学习控制进行全面介绍的书籍,内容较为丰富。基本介绍思路是:先介绍迭代学习理论数学基础,再介绍理论证明,第四章给出迭代学习与各种先进算法的结合算法,第五章介绍应用,第六章展望。 本书也有一定的不足,第二章数学定理证明部分公式有书写...

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这本书是国内比较少有的对迭代学习控制进行全面介绍的书籍,内容较为丰富。基本介绍思路是:先介绍迭代学习理论数学基础,再介绍理论证明,第四章给出迭代学习与各种先进算法的结合算法,第五章介绍应用,第六章展望。 本书也有一定的不足,第二章数学定理证明部分公式有书写...

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这本书是国内比较少有的对迭代学习控制进行全面介绍的书籍,内容较为丰富。基本介绍思路是:先介绍迭代学习理论数学基础,再介绍理论证明,第四章给出迭代学习与各种先进算法的结合算法,第五章介绍应用,第六章展望。 本书也有一定的不足,第二章数学定理证明部分公式有书写...

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这本书是国内比较少有的对迭代学习控制进行全面介绍的书籍,内容较为丰富。基本介绍思路是:先介绍迭代学习理论数学基础,再介绍理论证明,第四章给出迭代学习与各种先进算法的结合算法,第五章介绍应用,第六章展望。 本书也有一定的不足,第二章数学定理证明部分公式有书写...

用户评价

评分

**评价一:** 这本书给我带来的震撼,远超出了我对传统控制理论教材的想象。它不仅仅是公式和定理的堆砌,更像是一次深入灵魂的探索。我尤其欣赏作者在阐述复杂概念时所展现出的那种近乎诗意的严谨。例如,在讲解系统辨识和模型更新的迭代过程中,作者并没有采用枯燥的数学推导,而是用极其生动的比喻,将抽象的算法具象化,让我这个非科班出身的读者也能窥见其精妙之处。书中对“学习”这一概念的重新定义,彻底颠覆了我对传统反馈控制的固有认知。它不再是简单的误差修正,而是一个不断自我优化的、具有“记忆性”和“前瞻性”的过程。阅读过程中,我时常会停下来,回味那些章节,感觉仿佛在与一位睿智的导师进行深度对话。这种沉浸式的阅读体验,让原本枯燥的理论学习过程变得引人入胜,极大地激发了我对该领域更深层次研究的兴趣。

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**评价四:** 我尝试了书中介绍的几种新型自适应算法,其效果令人印象深刻。在以往处理非线性、时变系统时,我们常常陷入“局部最优”的陷阱,或者因为参数设置的微小变动而导致整个控制策略的崩溃。这本书所阐述的迭代框架,有效地避免了这些问题。它似乎赋予了系统一种“集体智慧”,通过多轮次的试错和信息聚合,最终收敛到一个全局更优的解空间。特别是对于那些需要快速适应环境变化(比如机器人抓取不同材质的物体)的场景,其表现出的鲁棒性简直是惊艳。更重要的是,作者没有将这些算法视为黑箱,而是细致地剖析了每一步迭代背后的信息增益和决策逻辑,这使得我们在实际部署时,可以更有信心地进行参数调优和故障诊断。这本书为解决下一代智能控制难题提供了坚实的理论基石。

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**评价三:** 这本书的排版和逻辑结构设计得非常巧妙,体现了作者对信息传递的深刻理解。它不是一本标准的教科书那样,将所有知识点平均分配,而是采用了一种“螺旋上升”的叙事方式。开篇可能只是给出宏观的愿景和核心思想,随后在后续章节中,会不断地以新的视角和更复杂的数学工具来“重访”并深化前述的概念。这种设计极大地减少了初学者的认知负荷,同时又保证了高阶读者的智力挑战。我特别喜欢它在每章末尾设置的“思考与挑战”部分,这些问题往往不是直接的计算题,而是需要读者进行跨学科的融会贯通才能解答的概念性难题。这迫使我走出舒适区,去主动构建自己的知识体系,而不是被动地接受既有答案。读完后,我感觉自己的思维方式都变得更加系统化和富有层次感了。

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**评价五:** 从编辑和校对的角度来看,这本书的水准是顶级的。语言清晰、准确,几乎找不到任何歧义的表达。在涉及大量专业术语和符号时,作者保持了高度的一致性,这在厚重的技术书籍中是难能可贵的。此外,书中的图示和流程图设计得极具信息密度,它们不是简单的装饰,而是对复杂过程的精炼总结。我曾花了一个下午的时间,仅仅对照着其中一张关于多智能体协同优化的流程图进行推演,便对整个系统的交互逻辑有了豁然开朗的理解。这本书的深度和广度,预示着它将成为未来很长一段时间内,该领域内研究人员和高级工程师案头必备的参考手册。它不仅传授知识,更是在塑造一种严谨、高效、面向未来的解决问题的思维模式。

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**评价二:** 坦白讲,拿到这本书时,我内心是有些抵触的。我对“迭代”和“应用”这些词汇总是联想到冗长且难以调试的仿真代码。然而,这本书的实际内容却呈现出一种令人惊艳的平衡感。它在理论深度上毫不妥协,对收敛性、稳定性的论证扎实得如同磐石,但同时,它又展现出极强的工程实用价值。书中提供的那些案例分析,简直是教科书级别的范本。它们并非是那些脱离实际的“完美系统”模型,而是充满了真实世界中的噪声、延迟和不确定性。作者在处理这些实际挑战时所展现出的那种“兵来将挡,水来土掩”的从容和智慧,让人茅塞顿开。我甚至开始思考,我过去在项目中使用的一些“经验主义”方法,在更系统、更迭代的框架下,或许能得到更优雅的解决方案。这本书的价值,在于它架设了一座坚实的桥梁,连接了最前沿的理论和最残酷的工程实践。

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