具体描述
《状态空间控制理论与计算》简介：状态空间控制与结构力学模拟关系的数学基础是Hamilton体系理论。在这个公共体系下，二者成果可以交叉运用。《状态空间控制理论与计算》内容主要分两部分。第一部分是对状态控制线性体系理论的求解，将结构力学中成熟的区段合并消元、子结构分析等技术结合精细积分法几乎可以求得最优控制、滤波、 范数等问题的精确解。第二部分讨论了时变、非线性最优控制的保辛摄动近似求解，并将模拟理论进一步应用到饱和控制和分散控制等的求解。另外，贯串《状态空间控制理论与计算》的精细积分法是本书的一大特色。
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用户评价
我是一名在工业设备领域摸爬滚打多年的系统集成工程师，经验告诉我，理解设备的内在“状态”对于诊断故障、优化性能至关重要。“状态空间控制理论与计算”这本书，对我来说，就像一把钥匙，能够打开我理解设备内部运作机制的门。我期望书中能够详细阐述如何为各种工业设备（如泵、压缩机、传送带、数控机床）建立状态空间模型，特别是如何识别那些关键的、能够反映设备健康状况和工作性能的状态变量。例如，如何将设备的温度、压力、振动、转速等传感器数据转化为一组有意义的状态变量，并建立它们之间的动态关系？我非常关注书中关于“计算”的部分，希望它能提供实用的方法来利用这些状态空间模型进行故障诊断和预测性维护。例如，如何通过分析状态向量的演变来检测设备异常，如何利用Kalman滤波器来估计设备的剩余使用寿命，或者如何设计基于状态反馈的自适应控制策略，以在设备性能下降时自动调整运行参数，延长设备寿命。如果书中能提供一些实际工业场景的案例分析，展示如何将状态空间方法应用于设备故障诊断和性能优化，并且指导我如何使用相关的软件工具来实现这些功能，那将大大提升这本书的实用价值。我希望这本书能帮助我更好地理解和掌握工业设备的运行状态，从而为客户提供更可靠、更高效的设备解决方案。
评分我在航空航天领域工作，尤其关注飞行器姿态控制和轨道控制。“状态空间控制理论与计算”这本书，对我来说，是理解如何精确建模和控制复杂航空航天系统（如卫星、导弹、无人机）的关键。我期待书中能够提供严谨的物理模型推导，将空气动力学、推进系统动力学等因素纳入状态空间表示。例如，如何建立一个精确的六自由度飞行器状态空间模型，并考虑其中的非线性因素和外部扰动（如风、气压变化）？我希望书中能深入讲解如何利用这些模型来设计高性能的飞行控制器，例如，如何利用状态反馈来实现精确的航向、俯仰和滚转角控制，如何设计能够应对模型不确定性和外部干扰的鲁棒控制器。特别是我对“计算”部分寄予厚望，例如，如何利用数值方法高效地求解最优控制问题，如何进行系统的可控性和可观性分析，以及如何将这些理论转化为能够在飞行器计算单元上稳定运行的算法。如果书中能涵盖模型预测控制（MPC）在航空航天领域的应用，例如，如何利用MPC来优化飞行轨迹，降低油耗，或者提高系统的机动性，并将相关计算方法详细阐述，那将对我非常有价值。我希望这本书能为我提供一套完整的理论框架和计算工具，让我能够设计出更安全、更高效、更具鲁棒性的航空航天飞行器控制系统。
评分作为一名专注于信号处理和系统辨识的学者，我一直在寻找将理论与实际应用相结合的方法。“状态空间控制理论与计算”这本书，对我而言，是理解如何从观测数据中精确辨识出系统的状态空间模型，并在此基础上进行有效控制的关键。我期望书中能够深入探讨各种系统辨识技术，特别是那些适用于复杂动态系统的方法，例如，如何利用各种滤波技术（如Kalman滤波、扩展Kalman滤波、无迹Kalman滤波）来从噪声测量数据中估计系统的状态，并同时辨识出系统的状态空间模型参数。我希望书中能详细讲解这些算法的数学原理、计算步骤以及在实际应用中的注意事项。此外，我对“计算”这部分尤为看重，希望书中能够提供关于如何进行模型选择、参数优化以及模型验证的全面指导。例如，如何利用信息准则（如AIC、BIC）来选择最优的状态空间模型阶数？如何利用非线性优化算法来求解非线性状态空间模型的参数？我希望书中能够提供一些实际应用案例，例如，如何利用状态空间辨识技术来建模通信系统、生物医学信号或金融时间序列，并在此基础上进行预测和控制。如果书中能涵盖如何将深度学习方法与状态空间模型相结合，例如，利用神经网络来近似复杂系统的状态空间模型，或者利用强化学习来优化控制策略，那将为我提供更多前沿的研究思路和方法。
评分我在嵌入式系统开发领域已经工作了相当一段时间，深知在资源受限的环境下进行高效、稳定的控制设计是多么重要。因此，对于一本名为《状态空间控制理论与计算》的书籍，我更看重它在实际嵌入式系统实现中的可行性和效率。我期望书中能够提供一种方法，能够将复杂的连续时间状态空间模型转化为离散时间模型，并且能够有效地进行模型降阶，以适应嵌入式系统中有限的计算资源和存储空间。例如，我希望看到关于零阶保持器（Zero-Order Hold, ZOH）或一阶保持器（First-Order Hold, FOH）在离散化过程中的详细解释和计算公式，以及不同离散化方法的优劣分析。更重要的是，我期望书中能够深入探讨如何在嵌入式平台上高效地实现状态空间控制器，包括如何进行定点运算的考虑，如何优化算法的计算复杂度，以及如何保证控制器在实际运行中的实时性和稳定性。例如，如何将LQR控制器或Kalman滤波器中的矩阵运算转化为高效的查表法或硬件加速实现？书中是否会提供一些关于实时操作系统（RTOS）与状态空间控制算法协同工作的案例？我希望这本书能够提供一些实用的技巧和经验，帮助我将理论上的状态空间控制方法转化为稳定、可靠且高效的嵌入式控制代码，从而提升我所开发的嵌入式产品的性能和智能化水平。
评分我是一名对先进控制技术充满好奇的研究生，正在攻读智能控制方向。对于“状态空间控制理论与计算”，我期待它能够成为我深入理解现代控制理论的基石，特别是关于状态反馈、能观性、能控性等核心概念的严谨阐述。我希望这本书能够超越教科书式的定义，而是深入探讨这些概念背后的物理意义和工程含义，以及它们如何直接影响控制系统的性能。例如，在讨论能控性时，我期望看到如何从状态空间模型中分析出哪些状态变量可以通过控制输入来改变，以及这种分析对于设计最优控制器（如LQR）的重要性。同样，在能观性方面，我希望能理解传感器在状态估计中的作用，以及Kalman滤波等状态估计技术在实际应用中的原理和优势。此外，对于“计算”这部分，我尤为关注它是否涵盖了现代控制理论在数值计算方面的最新进展。这可能包括但不限于：如何利用数值线性代数的方法高效地解决大规模状态空间方程组，如何进行鲁棒控制器的设计与分析，以及如何将这些理论算法转化为高效的代码实现。例如，在进行模型降阶以简化控制器设计时，书中是否提供了可靠的降阶算法及其在状态空间表示下的实现细节？在处理非线性系统时，书中是否会介绍如反馈线性化、Backstepping等方法，并展示如何将其转化为可计算的状态空间形式？我希望这本书能为我打开一扇通往更高级控制理论的大门，让我能够独立地进行控制系统的分析、设计和仿真，为我的研究打下坚实的基础。
评分作为一名专注于机器人路径规划与控制的算法工程师，我始终在寻求更高效、更精确的方法来解决机器人的运动控制问题。“状态空间控制理论与计算”这本书对我而言，意味着探索如何利用状态空间框架来描述机器人复杂的动力学模型，特别是那些具有高自由度和强耦合的系统。我期望书中能够详细介绍如何建立多关节机器人的运动学和动力学状态空间模型，包括如何处理连杆之间的耦合、关节摩擦、以及外力干扰。在此基础上，我希望能深入学习如何设计基于状态空间的状态反馈控制器，以实现精确的轨迹跟踪和姿态控制。例如，如何利用LQR设计出能够快速响应指令且具有良好鲁棒性的关节控制器？如何结合模型预测控制（MPC）的思想，在状态空间框架下实现对机器人未来运动的预测与优化，从而规避碰撞或实现最优的能耗？此外，我特别关注“计算”部分，希望书中能提供关于如何高效求解大型矩阵运算、如何进行参数辨识以获得精确的状态空间模型，以及如何将这些算法移植到机器人实时控制系统中的实践指导。如果书中能提供一些开源的机器人仿真环境（如Gazebo、PyBullet）与状态空间控制算法相结合的示例，或者介绍如何在ROS（Robot Operating System）框架下实现状态空间控制器，那将对我解决实际的机器人控制问题具有极大的帮助。
评分我是一位对系统建模与控制理论交叉领域充满热情的理论物理学家，尤其对如何将抽象的数学模型转化为可执行的控制策略感兴趣。在我看来，“状态空间控制理论与计算”不仅仅是工程学科的范畴，它也深刻地影响着我们理解复杂动力学系统的方式。我希望这本书能够提供一种严谨的视角，来审视物理系统（如量子系统、多体系统、或者流体动力学系统）的状态空间表示，并探讨如何在此基础上设计有效的控制律。例如，对于量子态的精确控制，如何利用状态空间框架来描述量子系统的演化，并设计出能够实现量子比特操控的控制脉冲？在流体控制领域，如何利用降阶模型（如POD）将高维的流体动力学方程转化为低维的状态空间模型，并在此基础上设计控制器以抑制湍流或实现定向流动？此外，我对计算的层面也格外关注，特别是如何利用现代数值计算技术来解决那些维度很高、或者包含复杂非线性项的状态空间问题。这可能涉及到稀疏矩阵的计算、迭代求解方法、或者机器学习在状态估计和控制策略学习中的应用。我希望书中能够展现出状态空间方法在这些非传统控制领域的应用潜力，并提供一些理论上的前瞻性思考，激发我进行跨学科的探索。如果这本书能提供关于模型不确定性和系统鲁棒性的深入讨论，并且介绍如何处理那些难以精确建模的复杂系统，那将对我理解和控制物理世界的非线性、非平稳现象具有重要的指导意义。
评分作为一名刚刚入门控制工程领域的学生，我对于“状态空间控制理论与计算”这本书有着极高的期待。我希望它能够以一种清晰易懂的方式，循序渐进地引导我理解状态空间方法的精髓。首先，我期望它能详细讲解什么是状态向量，它如何描述一个系统的内部状态，以及与传递函数等传统方法相比，状态空间方法的优势和特点。我希望书中能够包含大量的图示和直观的解释，帮助我理解诸如能控性、能观性这样的抽象概念，并知道如何通过计算来判断系统的这些重要性质。在计算方面，我希望这本书能够涵盖如何利用计算机软件（如MATLAB）来进行状态空间模型的建立、分析和控制器设计。例如，如何使用`ss`命令创建状态空间模型，如何使用`ctrb`和`obsv`函数计算能控矩阵和能观矩阵，以及如何使用`lqr`函数设计LQR控制器。我还希望能学习到一些基础的状态估计方法，比如如何利用Kalman滤波器来从带有噪声的测量数据中估计系统的状态。这本书如果能提供一些简单的实际系统模型（例如，倒立摆、二阶弹簧-阻尼系统）的完整状态空间分析和设计案例，并指导我如何一步步地完成仿真，那将是我学习过程中的宝贵财富。我希望通过这本书，我能够扎实地掌握状态空间控制的基础理论和计算方法，为后续更深入的学习和研究打下坚实的基础。
评分一本真正意义上的“状态空间控制理论与计算”，对于我这样深耕控制工程领域多年的实践者而言，其价值早已超越了基础知识的堆砌。我更看重的是它能否在我面对复杂非线性系统、多输入多输出（MIMO）系统，或者需要设计鲁棒性极强的控制器时，提供一套清晰、严谨且可操作的理论框架和计算方法。尤其是在当前自动化和智能化浪潮席卷的背景下，如何有效地将先进的状态空间方法应用于机器人、无人机、先进制造设备乃至智慧能源系统的设计与优化，是我一直在探索的方向。这本书如果能深入剖析状态空间模型在这些领域的具体应用案例，并且提供从理论推导到实际编程实现的完整脉络，那将是无价的。例如，在机器人领域，如何利用状态空间方法处理关节耦合、末端执行器动力学以及与环境的交互；在无人机领域，如何建立精确的六自由度运动模型，并基于此设计出能够应对风扰、传感器噪声的稳定飞行控制器；又或者在智能电网中，如何利用状态空间模型描述发电机组、电网负荷的动态特性，并设计出能够保证电网稳定运行的协调控制策略。如果这本书能够提供这些前沿应用的深度解析，并辅以高质量的计算工具和算法库的介绍（比如MATLAB/Simulink的状态空间工具箱，或者Python中相关的科学计算库），那么它将成为我工作案头不可或缺的参考。不仅仅是理论的阐述，更重要的是将这些理论转化为解决实际工程问题的利器，这是我对于一本优秀控制理论书籍的核心期待。我希望它能带领我穿越理论的迷雾，直抵计算的彼岸，让我能够自信地驾驭那些最棘手的控制难题。
评分作为一个在工业自动化领域工作了十多年的工程师，我一直密切关注着控制理论的发展，尤其是能够直接应用于生产线优化和设备故障诊断的状态空间方法。对于一本名为《状态空间控制理论与计算》的书籍，我最看重的并非是理论的晦涩深度，而是其在实际工程应用中的可操作性和有效性。我希望这本书能够清晰地阐述如何将一个实际的物理系统（例如，一个复杂的伺服电机驱动系统、一个连续化工过程、或者一个多自由度机械臂）转化为精确的状态空间模型。这包括如何选取合适的状态变量，如何建立系统的动力学方程，以及如何考虑模型的非线性和不确定性。更重要的是，我期望书中能提供一套完整的计算流程和算法，帮助我将理论转化为实际的控制器设计。例如，如何利用状态反馈实现期望的系统动态响应，如何设计观测器来估计无法直接测量的状态变量，以及如何在存在噪声和干扰的情况下优化控制器的性能。我希望这本书能够深入讲解如LQR（线性二次调节器）、H-infinity控制、模型预测控制（MPC）等基于状态空间方法的先进控制策略，并提供它们在实际工程中应用的具体案例分析。例如，如何使用MPC来优化多变量过程的生产效率，如何利用状态估计技术进行设备的早期故障预警。如果书中能提供具体的软件工具（如MATLAB/Simulink的控制系统设计工具箱）的使用指南，以及实现这些算法的伪代码或示例代码，那将极大地提升这本书的实用价值，让我能够快速地将其应用到我正在进行的项目中，解决实际的生产难题。
评分钟万勰教授的生平太传奇了，理工科科研就是这样。做得好的离不开好的数学教育，能在钱伟长手下做科研，文革遭牵连又被另一位力学大佬及时转移到大连理工，背景多强可见一斑
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