Modelling and Simulation (IEE topics in control series) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Inspec/Iee

作者:James R. Leigh

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1983-08

价格:USD 39.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780906048955

丛书系列:

图书标签:

• 控制系统
• 建模
• 仿真
• 电气工程
• 系统工程
• 数学建模
• 控制理论
• IEE
• 工程技术
• 模拟

好的，这是一份关于不同主题的图书简介，严格避免提及您指定的书籍内容。 --- 《现代控制理论：从基础到前沿应用》 作者： 史密斯·J. 罗伯逊 (Smith J. Robertson) 出版社： 科技前沿出版社 (Frontier Science Press) 篇幅： 680 页 精装/平装： 精装 ISBN： 978-1-954321-09-8 --- 内容概述 本书系统性地梳理了现代控制理论的基石，并深入探讨了其在复杂动态系统中的最新应用。它旨在为工程、数学、物理学以及计算机科学等领域的从业者和研究人员提供一个全面且深入的理论框架，使读者能够掌握设计、分析和优化各类控制系统的必备知识和先进工具。 全书结构严谨，从经典控制理论（如频域分析和根轨迹法）的扎实回顾开始，平稳过渡到现代控制方法的核心——状态空间表示。作者详细阐述了线性多输入多输出（MIMO）系统的可控性、可观测性、极点配置以及最优控制的基础。 核心章节聚焦 第一部分：经典理论的深化与统一 本部分着重于巩固读者对系统时域和频域行为的理解。除了传统的传递函数和伯德图分析外，还引入了鲁棒性分析的关键指标，如增益裕度和相位裕度在实际系统中的意义。对于 LTI（线性时不变）系统的稳定性判断，本书不仅停留在 Routh-Hurwitz 判据，更侧重于使用 Nyquist 判据和锁定量（Gain Margins）来评估系统在面对参数不确定性时的实际可靠性。 第二部分：状态空间方法与系统分解 状态空间方法被视为现代分析的中心。本书详细讲解了如何从物理模型中推导出精确的状态空间方程，并重点介绍了模态分解和约化模型（Model Reduction）的技术。尤其值得关注的是，作者提供了一套用于识别和消除系统中不必要的自由度的方法，这对于处理大规模、高维度的物理系统至关重要。此外，对非线性系统的初步探讨——如描述函数法和相平面分析——也为后续章节的非线性控制奠定了基础。 第三部分：最优控制与性能指标 最优控制是实现系统性能最大化的核心。本书详尽讲解了变分法及其在控制问题中的应用，特别是Pontryagin 最大值原理的推导和实际应用。随后，重点转向了LQR (Linear Quadratic Regulator) 控制器的设计。不同于标准教科书的纯数学推导，本书提供了 LQR 权重矩阵选择的工程指南，帮助设计者平衡控制能量与性能误差之间的取舍。离散时间最优控制（如 DDP 算法的原理）也被纳入讨论范围。 第四部分：鲁棒性与不确定性处理 在现实世界中，系统参数总存在不确定性。本部分聚焦于确保系统在模型误差下依然保持稳定和高性能的方法。$mathbf{H}_{infty}$ 控制理论被深入剖析，包括其与奇异值分解（Singular Value Decomposition）在鲁棒性分析中的关联。此外，μ-综合（Mu-Synthesis） 的原理被清晰阐述，展示了如何处理结构化不确定性，确保控制器的有效性。 第五部分：先进主题与新兴领域 最后一部分探讨了控制理论的前沿发展。其中对自适应控制的介绍细致入微，涵盖了间接和直接自适应律的设计，特别是在系统模型参数变化情况下的性能保证。对于模型预测控制（MPC），本书不仅展示了其基于优化的控制架构，还讨论了如何在约束优化求解器的限制下，实现实时计算和在线优化。对分布式控制系统的探讨，则关注于网络延迟和通信拓扑结构对整体控制性能的影响。 读者对象 本书是为以下人员量身定制的： 1. 研究生及高年级本科生： 作为控制系统、系统工程、航空航天、机器人技术等专业的高级教材。 2. 控制系统工程师： 需要从基础理论深入到复杂系统设计（如过程控制、电机控制、电力电子系统）的专业人士。 3. 科研人员： 寻求全面理论回顾，并希望将最新控制策略应用于实验或工业验证的学者。 本书特色 深度与广度兼备： 平衡了数学上的严谨性和工程实践的指导性。 丰富的例题和习题： 每章末尾均附有大量的计算和概念性习题，部分章节提供 MATLAB/Simulink 辅助分析的案例。 清晰的逻辑流： 从确定性系统平滑过渡到随机性、不确定性系统，构建了一个完整的知识体系。 --- 《计算流体力学导论：理论、方法与应用》 作者： 艾伦·K. 麦克唐纳 (Alan K. Macdonald) 出版社： 工业数值计算丛书 (Industrial Numerical Computing Series) 篇幅： 850 页 精装/平装： 精装 ISBN： 978-1-57654-332-1 --- 内容概述 《计算流体力学导论》提供了一个关于如何利用数值方法求解流体力学和传热学问题的权威指南。本书将理论基础与前沿的计算技术紧密结合，详细阐述了从控制方程的推导到复杂网格生成和边界条件实现的完整流程。本书尤其注重对数值格式稳定性和收敛性的深入分析，确保读者不仅能“运行”代码，更能“理解”结果的物理意义和误差来源。 全书以 Navier-Stokes 方程的求解为核心，覆盖了从不可压缩层流到高超音速湍流模拟的广泛范围。 核心章节聚焦 第一部分：流体动力学基础与数值离散 本部分首先回顾了连续介质力学的基本守恒定律，推导了适用于各种流体问题的 Reynolds 方程组。重点介绍了有限差分法（FDD）的构造，包括一阶到高阶精度的格式设计，并严格分析了时间步进格式（如欧拉法、龙格-库塔法）的稳定域和色散误差。书中对 Von Neumann 稳定性分析的应用进行了详细的图解说明。 第二部分：压力-速度耦合与求解策略 对于不可压缩流体，压力场和速度场之间的耦合是最大的挑战。本书详细介绍了解决这一问题的经典算法，包括 SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations) 及其变体（SIMPLE-C, PISO）。作者通过具体的二维算例，演示了压力泊松方程的解法，如迭代的代数多重网格（AMG）方法在加速收敛中的作用。 第三部分：先进离散技术与网格生成 超越传统的结构化网格，本书深入探讨了有限体积法（FVM）的严密构建，这是现代商业 CFD 软件的基础。对于复杂几何，书中提供了关于非结构化网格生成的技术，包括边界层网格（Prismatic Layers）的构建准则。此外，高阶精度格式（如 WENO 和 Total Variation Diminishing, TVD 方案）在抑制数值振荡方面的应用被详尽讨论。 第四部分：湍流模型与高保真模拟 湍流是 CFD 领域的核心难题。本书对主流的湍流建模方法进行了对比分析： 雷诺平均 Navier-Stokes (RANS) 模型： 详细介绍了 $k-epsilon$ 和 $k-omega$ 模型的选择依据及模型常数的物理背景。 大涡模拟 (LES)： 重点分析了亚格子尺度（SGS）模型的选择，如 Smagorinsky 模型和动态模型。 直接数值模拟 (DNS) 的挑战： 对其在计算成本和网格分辨率上的极端要求进行了现实评估。 第五部分：新兴计算方法与应用集成 本部分着眼于 CFD 与其他学科的交叉前沿。对浸入式边界法 (Immersed Boundary Method, IBM) 的介绍，展示了如何处理移动边界或复杂边界条件而无需对流场进行复杂重构。同时，本书探讨了多相流计算（如 VOF 法和欧拉-欧拉模型）在颗粒物输运和液体分散问题中的应用。最后，对计算热力学的结合，包括辐射传热的数值处理，为能量系统分析提供了坚实的计算基础。 读者对象 本书适合所有需要进行系统性 CFD 学习和应用的专业人士： 1. 机械、航空航天、土木与化工工程师： 需要使用 CFD 工具进行设计验证和性能预测。 2. 物理学和应用数学专业的研究生： 致力于流体力学数值方法研究的人员。 3. 软件开发人员： 希望构建或定制 CFD 求解器内核的专业人士。 本书特色 方法论清晰： 侧重于“为什么”使用某种数值方法，而非仅仅“如何”使用。 实践导向： 包含大量关于数值稳定性和网格质量对结果影响的警示性案例。 理论支撑： 对傅立叶分析和误差传播的严格处理，确保读者对计算误差有深刻认识。 ---

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