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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Mohammad Jamshidi

出品人:

页数:592 pages

译者:

出版时间:2008-11

价格:US $125.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780470195901

丛书系列:

图书标签:

复杂
系统工程
SoS
复杂系统
工程管理
系统架构
集成
建模与仿真
风险管理
决策分析
可靠性工程

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具体描述

Discover the emerging science and engineering of System of Systems Many challenges of the twenty-first century, such as fossil fuel energy resources, require a new approach. The emergence of System of Systems (SoS) and System of Systems Engineering (SoSE) presents engineers and professionals with the potential for solving many of the challenges facing our world today. This groundbreaking book brings together the viewpoints of key global players in the field to not only define these challenges, but to provide possible solutions. Each chapter has been contributed by an international expert, and topics covered include modeling, simulation, architecture, the emergence of SoS and SoSE, net-centricity, standards, management, and optimization, with various applications to defense, transportation, energy, the environment, healthcare, service industry, aerospace, robotics, infrastructure, and information technology. The book has been complemented with several case studies—Space Exploration, Future Energy Resources, Commercial Airlines Maintenance, Manufacturing Sector, Service Sector, Intelligent Transportation, Future Combat Missions, Global Earth Observation System of Systems project, and many more—to give readers an understanding of the real-world applications of this relatively new technology. System of Systems Engineering is an indispensable resource for aerospace and defense engineers and professionals in related fields.

《系统与控制的艺术：从原理到实践的探索》本书深入剖析了现代工程领域中日益复杂的系统性挑战，聚焦于“系统”这一核心概念，并将其与“控制”理论紧密结合，为读者提供一套系统性的思考框架和实用的工程方法。作者以严谨的学术态度和丰富的实践经验，层层剥茧，揭示了从基础原理到实际应用的完整图景。第一部分：系统思维的基石在对“系统”概念的界定上，本书并未止步于简单的“部分集合”，而是强调了系统的涌现性、互联性、动态性和目的性。它深入探讨了如何识别、建模和理解复杂系统，包括其内部组件之间的相互作用、外部环境的影响以及系统整体的行为模式。读者将学习到各种系统描述方法，如状态空间表示、因果图、流程图等，并理解它们在不同场景下的适用性。此外，本书还关注了系统生命周期管理，从概念设计、开发、部署到维护和退役，为读者构建了一个完整的系统工程生命周期意识。第二部分：控制理论的核心原理本书将控制理论置于系统工程的宏观框架之下，阐述了控制在实现系统目标、维持系统稳定和优化系统性能中的关键作用。从经典的反馈控制概念出发，本书逐步引入了更高级的控制策略，如PID控制、模型预测控制（MPC）、自适应控制和鲁棒控制等。对于每一种控制方法，作者都详细解释了其背后的数学原理、设计步骤和在不同类型系统中的应用案例。线性系统和非线性系统的控制特性将在书中得到详尽的论述，帮助读者理解系统非线性对控制设计带来的挑战以及相应的解决方案。第三部分：系统与控制的融合与实践本部分是本书的核心，旨在展示如何将系统思维与控制理论有机地结合，以应对现实世界中的复杂工程问题。本书精选了多个跨领域的实际案例，涵盖了航空航天、自动化制造、能源系统、交通网络以及生物医学工程等。通过对这些案例的深入分析，读者可以清晰地看到系统工程方法在问题定义、需求分析、架构设计、控制器设计、仿真验证和实际部署等各个环节的应用。案例研究一：智能交通管理系统本书将探讨如何构建一个能够实时响应交通流量变化的智能交通管理系统。这涉及到对整个交通网络的系统建模，包括车辆、道路、信号灯等各个要素。随后，将运用先进的控制算法，如基于博弈论的信号灯配时优化，以及基于强化学习的车辆路径规划，来实现交通拥堵的缓解和通行效率的提升。读者将学习到如何处理海量实时数据，并在不确定性环境中做出最优控制决策。案例研究二：分布式能源系统的优化调度随着可再生能源的普及，分布式能源系统的复杂性急剧增加。本书将分析如何将分散的太阳能、风能等发电单元以及储能设备整合为一个协同工作的系统。在此基础上，将应用模型预测控制（MPC）等技术，对整个能源系统的发电、储能和负荷进行优化调度，以最大化可再生能源的利用率，同时保证供电的稳定性和经济性。案例研究三：机器人协作系统的协调控制在现代制造业中，多机器人协同工作日益普遍。本书将深入研究如何设计一套协调控制策略，使得多个机器人能够高效、安全地完成复杂的装配或搬运任务。这需要对机器人个体进行精确的运动控制，同时还需要考虑它们之间的路径规划、避障和任务分配。本书将介绍分布式控制和中央控制相结合的设计思路，以实现机器人系统的整体性能提升。第四部分：未来的展望与挑战在对当前技术进行梳理和实践应用展示之后，本书还展望了系统与控制领域未来的发展趋势，包括人工智能在系统设计和控制中的作用、物联网（IoT）驱动的系统互联互通、以及对可持续性和韧性系统的关注。同时，作者也指出了当前面临的挑战，例如大规模系统的建模难度、数据隐私和安全问题、以及如何实现跨学科的协同创新。本书旨在为工程师、研究人员和学生提供一个坚实的理论基础和丰富的实践指导，帮助他们理解和应对复杂系统的挑战，并掌握先进的控制技术，从而在各自的领域内创造出更智能、更高效、更可靠的系统。通过本书的学习，读者将能够培养出一种系统性的工程思维，并具备将抽象的理论转化为实际解决方案的能力。