具体描述
现代控制理论基础与应用：从经典到智能 作者： [此处可插入作者信息，例如：张华，李明] 出版日期： [此处可插入出版年份] 出版社： [此处可插入出版社名称] --- 丛书定位与目标读者 本书旨在全面、深入地介绍现代控制理论的核心概念、经典方法以及面向未来智能系统的前沿技术。它不仅为学习控制科学与工程、自动化、航空航天、电子信息等相关专业的本科高年级学生、研究生提供坚实的理论基础和实践指导，也为从事系统建模、设计、分析与优化的工程师和研究人员提供一本权威的参考手册。 本书的编写遵循“理论深度与工程实用性并重”的原则，力求在严谨的数学推导基础上，清晰阐述物理意义，并通过丰富的工程案例加深读者对抽象理论的理解。 第一部分：经典控制理论的回顾与提升 本部分着重于对经典控制理论中的关键概念进行梳理和深化，为进入现代控制领域奠定必要的数学基础。 第一章 系统的时域分析与建模回顾 本章首先回顾了线性定常（LTI）系统的基本描述方式，包括微分方程和传递函数。重点强化了对系统时间响应（瞬态响应与稳态响应）的分析能力，尤其关注一阶、二阶系统的特性参数（如超调量、调节时间）。随后，深入探讨了系统的状态空间表示法的物理意义，强调了状态变量选择的合理性，并介绍了如何从物理结构图或传递函数直接建立状态空间模型。 第二章 频率域分析与经典设计方法 本章侧重于从频率响应的角度审视系统性能。详细分析了波德图、奈奎斯特图和尼科尔斯图的构建及其在系统稳定性判据中的应用。在设计部分，系统地回顾了根轨迹法，并着重讲解了如何利用伯德图进行PID控制器的设计与整定，包括Ziegler-Nichols法、Smith预估控制器的基本原理。此外，还探讨了超前/滞后校正网络的物理实现与性能对频率特性的影响。 --- 第二部分：现代控制理论的核心基石 本部分是全书的理论核心，系统介绍了以状态空间方法为基础的现代控制理论，这是理解复杂多变量系统和先进控制策略的前提。 第三章 状态空间系统的描述与基本性质 本章是现代控制理论的切入点。详细阐述了多输入多输出（MIMO）系统的状态空间表示。核心内容聚焦于系统的基本性质判断：能控性（Controllability）和能观测性（Observability）。通过卡尔曼（Kalman）判据，系统地介绍了如何判断一个线性系统是否可以被完全控制或完全观测。这为后续的极点配置和状态观测器设计提供了理论基础。 第四章 系统极点配置与状态反馈控制 本章深入探讨了如何通过状态反馈来任意配置系统的闭环极点，以达到期望的动态性能。系统地推导了极点配置公式，并讲解了 Ackermann 公式在计算反馈增益矩阵中的应用。本章还涵盖了输出反馈控制的设计挑战，并引入了限制性状态反馈的初步概念。 第五章 系统状态的估计与观测器设计 在许多实际工程应用中，系统的所有状态变量无法直接测量。本章专门讲解了如何利用系统的输入和输出信息来重构状态变量。重点讲解了Luenberger 观测器的设计原理，以及如何通过对偶性原理将状态观测器设计问题转化为极点配置问题。随后，引入了随机系统背景下的卡尔曼滤波（Kalman Filtering）的基本框架，作为状态估计的优化工具。 第六章 线性二次型调节器（LQR）与最优控制基础 本章将理论提升到“最优性”的层面。详细介绍了线性二次型（LQ）问题的定义，即如何在满足系统动态约束的同时，使一个二次型的性能指标函数最小化。通过求解黎卡提方程（Riccati Equation），推导出了LQR 控制器的设计方法。本章还探讨了最优控制与极点配置之间的关系，以及有限时间最优控制的初步概念。 --- 第三部分：先进控制方法与面向未来的趋势 本部分将理论视野扩展到更广阔的领域，介绍当前工程实践中应用广泛或具有前瞻性的先进控制技术。 第七章 鲁棒控制基础：H∞ 控制概述 针对模型不确定性、参数摄动和外部干扰的普遍存在，本章引入了鲁棒控制的基本思想。重点介绍了 $H_infty$ 范数作为衡量系统对外部扰动敏感度的指标。通过对混合敏感度问题的分析，简要介绍了 $H_infty$ 控制器的设计思路，强调其在保证闭环系统稳定性和性能界限方面的优势。 第八章 非线性系统的分析与初步控制策略 认识到大多数物理系统本质上是非线性的，本章为处理非线性问题打下基础。首先介绍了李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性理论，作为分析非线性系统稳定性的核心工具。随后，探讨了几种经典的设计技术，如反馈线性化的基本原理，以及滑模控制（Sliding Mode Control, SMC）的鲁棒性优势与抖振问题。 第九章 智能控制的集成与应用趋势 本章面向当前前沿研究方向。简要介绍了神经网络（Neural Networks）在系统辨识和自适应控制中的应用潜力。重点阐述了模糊逻辑控制（Fuzzy Logic Control）的设计方法，包括隶属度函数的选择和推理规则的构建，及其在处理结构化知识不完善的系统中的有效性。最后，对模型预测控制（MPC）的基本循环和其在约束优化控制中的关键作用进行了概览。 全书特色 1. 严谨的数学推导与清晰的物理诠释相结合： 确保读者不仅知道“如何做”，更理解“为什么有效”。 2. 强调多变量与MIMO系统： 现代控制理论的重点是处理多维输入输出系统，本书在状态空间部分给予充分重视。 3. 章节结构逻辑性强： 从建模、分析到设计，再到鲁棒性和前沿技术，层层递进，构建完整的知识体系。 4. 工程化视野： 在理论讲解中，穿插了大量工程限制和实际应用中的注意事项。 本书为渴望深入理解和掌握现代控制技术，并面向复杂工程挑战的读者提供了全面而深入的学习路径。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有