Modeling and Control of Antennas and Telescopes pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Gawronski, Wodek

出品人:

页数:241

译者:

出版时间:2008-6

价格:$ 202.27

装帧:

isbn号码:9780387787923

丛书系列:

图书标签:

• 天线
• 望远镜
• 建模
• 控制
• 信号处理
• 电磁场
• 优化算法
• 自适应控制
• 结构动力学
• 精密工程

好的，下面是一份关于一本未命名图书的详细简介，旨在避免提及《Modeling and Control of Antennas and Telescopes》的内容，并力求内容详实自然： --- 图书名称暂定： 《数字孪生时代的复杂系统集成与优化》 图书简介 本书深入探讨了当代工程领域中复杂系统的设计、建模、仿真、集成与优化这一核心挑战。在工业4.0和信息物理系统（CPS）快速发展的背景下，现代工程系统日益呈现出高度的耦合性、非线性和动态性。本书旨在为研究人员、高级工程师以及相关领域的专业人士提供一个全面且深入的理论框架和实践指导，用以理解和驾驭这些系统的复杂性。 全书的结构围绕三大核心支柱展开：先进建模范式、多域系统集成，以及智能控制与优化策略。 第一部分：先进建模范式与数字孪生基础 本部分首先确立了理解复杂系统的基础：精确且富有洞察力的建模。我们超越了传统的白箱或黑箱方法，重点关注多尺度、多物理场耦合系统的建模技术。 1. 异构数据驱动的建模方法： 详细介绍了如何融合机理模型（基于第一性原理）与数据驱动模型（如高斯过程回归、稀疏识别的动力学系统SINDy等）。着重讨论了在数据稀疏或模型不完全准确的情况下，如何构建鲁棒的混合模型（Hybrid Modeling）。 2. 面向仿真的多物理场建模： 探讨了有限元法（FEM）、边界元法（BEM）以及计算流体力学（CFD）在处理结构力学、热传递、电磁兼容性等相互作用问题中的应用。特别分析了如何有效管理和耦合不同尺度模型（如从微观材料行为到宏观结构响应）带来的计算复杂性。 3. 数字孪生（Digital Twin）的核心概念与架构： 本章系统阐述了数字孪生的生命周期管理、数据管道设计、实时同步机制以及模型校验与置信度评估。它不仅仅是一个仿真模型，更是一个与物理实体紧密关联、能够预测未来状态的虚拟实体。我们详细分析了构建高保真、低延迟数字孪生的关键技术挑战，包括传感器数据融合、模型降阶技术（Model Order Reduction, MOR）以及在边缘侧与云端之间的计算负荷分配策略。 第二部分：多域系统集成与接口管理 现代复杂系统往往是机械、电子、控制、软件等多个工程学科的交汇点。本部分聚焦于如何实现这些不同“域”之间的无缝集成，并有效管理由此产生的系统级接口和耦合效应。 1. 系统级接口定义与规范： 讨论了面向对象方法论（Object-Oriented Methodology）和Modelica等基于方程的建模语言（Equation-Based Modeling）在描述跨学科系统行为方面的优势。重点分析了物理端口（Physical Ports）的概念，以及如何利用标准化的通信协议（如Ethernet-AP/TSN, OPC UA）来保证数据的一致性和时序的准确性。 2. 嵌入式与实时计算平台： 考察了用于复杂系统实时控制和监测的硬件架构，包括高性能FPGA、GPU加速计算以及分布式实时操作系统（RTOS）。探讨了如何在有限的计算资源下，部署复杂的控制算法和高保真度的数字孪生模型。 3. 系统级故障诊断与容错： 面对集成系统的不可避免的故障，本章介绍了基于残差分析（Residual-Based Analysis）、模式识别和基于模型的故障检测（Model-Based Fault Detection and Isolation, FDI）技术。强调了如何利用数字孪生进行“What-if”分析，预判潜在的级联故障，并设计主动的容错和重构策略。 第三部分：智能控制与闭环优化 在建模和集成完成后，本部分转向如何利用这些信息来提升系统的性能、效率和鲁棒性。这需要超越传统的PID控制范畴，转向更具适应性和前瞻性的智能控制方法。 1. 基于模型的预测控制（MPC）的深化应用： 详细分析了如何将非线性、约束条件复杂、以及具有大量输入输出的系统纳入MPC框架。探讨了在面对模型不确定性时，如何采用鲁棒MPC（RMCP）或随机MPC（Stochastic MPC）来保证控制性能的下限。 2. 强化学习（RL）在系统优化中的集成： 介绍了如何将数字孪生环境用作强化学习智能体的“沙盒”。重点讨论了如何将高维的、连续的状态空间和动作空间映射到适合RL算法处理的表示形式，以及如何将从仿真中学到的策略安全、有效地迁移到物理系统（Sim-to-Real Transfer）。 3. 多目标优化与性能权衡： 复杂的工程目标往往是相互冲突的（例如，速度与能耗、精度与寿命）。本章教授如何建立清晰的成本函数，运用帕累托优化（Pareto Optimization）技术寻找最优的性能边界，并为决策者提供一套量化的、基于权重的决策支持工具。 目标读者与价值 本书不仅仅是理论的罗列，更侧重于方法论和工程实践的结合。通过贯穿全书的案例研究——涵盖了从精密运动平台到大规模生产线的集成案例——读者将能够掌握将前沿建模技术转化为实际工程解决方案的能力。本书是希望站在系统工程和智能制造前沿的工程师、致力于复杂系统建模与控制的高校师生不可或缺的参考读物。它为构建更智能、更高效、更可靠的下一代复杂系统提供了坚实的理论基石和实用的操作指南。 ---

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