具体描述
本书前半部分主要系统介绍了检测技术的基础内容，检测技术中的关键部件——各种传感器的工作原理、特点及用途，材料加工中最主要的物理量——温度的检测技术，以及材料加工工程中应用的各种先进的无损探伤检测技术的工作原理及特点；后半部分主要在介绍自动控制系统理论发展的基础上，简要介绍了自动控制系统中的主要控制仪表与装置，结合当前应用发展趋势对典型的自动控制理论(包括神经控制系统，模糊控制，专家控制，分级递阶智能控制)作了重点介绍，并具体介绍了各先进控制理论、计算机技术在材料热加工领域中的应用。
本书可作为高等工科院校材料工程专业、自动控制工程专业及其相关专业的技术基础教材，亦可作为相关专业科研人员、有关工程技术人员的参考书。
好的，这是一本名为《复杂系统动力学分析与控制》的图书简介，旨在满足您的要求： --- 《复杂系统动力学分析与控制》 图书简介 随着现代工程、生命科学、经济学乃至社会科学等领域的飞速发展，我们面对的系统复杂性日益增强。传统的线性、时不变模型已无法准确描述和预测这些系统的行为。本书《复杂系统动力学分析与控制》正是在这一背景下应运而生，致力于为读者提供一套全面、深入且具有实践指导意义的理论框架与分析工具，用以理解、建模、分析和设计复杂系统的控制策略。 本书的撰写立足于现代控制理论的前沿进展，并紧密结合非线性系统、时滞系统、随机系统以及网络化系统的特点。我们深知，复杂系统的核心特征在于其内部结构的高度关联性、对初始条件的敏感性（混沌现象），以及在不同时间尺度下表现出的涌现行为。因此，本书的内容组织从基础概念的夯实入手，逐步深入到高级的分析方法和控制设计技术。 第一部分：复杂系统动力学基础与建模 本部分首先回顾了经典控制理论中线性系统的基本假设与局限性，为引入复杂性做铺垫。随后，我们详细阐述了非线性系统的描述方法，包括相平面分析、李雅普诺夫稳定性理论的推广应用，以及如何利用泰勒级数和高阶展开来逼近非线性特性。 特别地，本书花费大量篇幅讨论了延迟动力学。许多实际物理过程（如化学反应器、远程通信、生物反馈回路）都包含固有的时间延迟。我们引入了时滞微分方程（DDEs）作为主要工具，并探讨了DDEs系统的稳定性判据，如关断延迟（Maximum Delay Margin）的计算，以及如何利用特征映射分析预测时滞对系统动态行为的影响。 在建模方面，本书强调了从数据中提取结构信息的重要性。我们介绍了高维数据降维技术，例如基于核方法的降维方法，以及如何利用系统辨识技术，特别是基于局部线性化和高阶核函数的辨识方法，来构建高维复杂系统的简化动力学模型。同时，我们将复杂系统中的随机性纳入考量，引入了随机微分方程（SDEs）及其在噪声驱动系统中的应用，并探讨了如何运用伊藤积分和随机稳定性概念。 第二部分：复杂系统稳定性与定性分析 理解一个系统的动态行为，首要任务是评估其稳定性。在复杂系统中，全局稳定性往往难以企及，局部稳定性和特定区域的稳定性成为研究重点。 本书深入探讨了李雅普诺夫函数的构造，特别是针对非保守和耗散系统，如何通过能量函数或其他合理的候选函数来证明稳定性。我们详细阐述了全局渐近稳定（GAS）和指数稳定性的严格条件。 此外，本书的亮点之一在于对混沌动力学的系统性介绍。我们不仅解释了混沌产生的机理（如倍周期分岔、鞍节点的出现），还介绍了量化混沌程度的工具，如庞加莱截面和最大李雅普诺夫指数的计算方法。通过对洛伦兹（Lorenz）系统、洛特卡-沃尔泰拉（Lotka-Volterra）模型的深入案例分析，读者可以直观地理解敏感依赖性是如何转化为不可预测性。 针对结构化的复杂系统，如大规模互连网络，我们引入了图论在动力学分析中的应用。如何利用图的拉普拉斯矩阵分析同步性、连通性和模块化结构，并探讨了如何在存在延迟和异构性的网络中维持一致性或同步状态。 第三部分：复杂系统的控制设计与优化 在准确建模和深刻理解复杂系统动力学的基础上，本部分聚焦于控制策略的设计。控制复杂系统的核心挑战在于如何处理非线性和不确定性。 非线性控制方法是本部分的主体。我们详细介绍了反步法（Backstepping），它提供了一种系统性的、递归的方法来设计全态反馈控制器，以保证系统的全局稳定性。同时，我们也阐述了滑模控制（SMC）在处理外部扰动和模型不确定性方面的鲁棒性优势，并讨论了如何通过设计更优的切换函数来抑制抖振现象。 针对系统模型中存在未知参数或结构微小偏差的情况，我们介绍了自适应控制。这包括基于误差反馈的参数估计方法，以及如何将神经网络或模糊逻辑融入到自适应框架中，以更好地处理高度非线性的系统。 对于具有明显不确定性的系统，鲁棒控制是不可或缺的工具。本书涵盖了$mathcal{H}_{infty}$控制的设计流程，解释了其如何通过最小化系统的输入-输出增益来保证在一定范围内的性能和稳定性。我们还讨论了$H_2$控制在优化随机系统性能方面的应用。 第四部分：先进主题与工程应用 在最后一部分，我们将理论知识拓展到更具挑战性的领域。这包括多智能体系统（MAS）的协同控制，重点讨论如何在分布式信息交换下实现目标一致性。此外，我们还探讨了模型预测控制（MPC）在处理约束条件和优化性能方面的强大能力，尤其是在实时优化和操作点跟踪中的应用。 本书通过大量的具体算例（如机器人动力学、电力系统振荡抑制、生物医学信号处理）来贯穿理论讲解，确保读者能够将抽象的数学工具转化为解决实际工程问题的能力。每一章节末尾均附有针对性的习题，旨在巩固读者的理论理解和计算技能。 《复杂系统动力学分析与控制》旨在成为控制工程、系统科学、航空航天、自动化以及相关交叉学科领域研究人员、高年级本科生和研究生案头的必备参考书。通过阅读本书，读者将能够建立起对现代复杂系统行为的深刻洞察力，并掌握设计高性能、高鲁棒性控制器的必备技术。 ---
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