无源控制理论及其应用

无源控制理论及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:王久和 编
出品人:
页数:216
译者:
出版时间:2010-11
价格:29.00元
装帧:
isbn号码:9787121123191
丛书系列:
图书标签:
  • 控制
  • 不错
  • 社会学
  • 无源控制
  • 控制理论
  • 自动控制
  • 系统稳定性
  • 反馈控制
  • 动态系统
  • 工程应用
  • 数学建模
  • 鲁棒性
  • 稳定性分析
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具体描述

《无源控制理论及其应用》系统地论述了无源控制理论及其在电力电子装置和交流电动机控制中的应用。内容主要包括系统的耗散性和无源性;系统无源性设计基础知识及系统设计方法;基于EL模型的系统无源设计方法;基于PCHD模型的系统无源设计方法;无源控制理论在DC/DC、AC/DC有源滤波器中的应用;无源控制理论在交流异步电动机、同步电动机及交流永磁电动机中的应用等。

好的,以下是一本名为《无源控制理论及其应用》的图书的详细简介,该简介旨在描述与该主题相关但不包含该书具体内容的方面,重点放在理论基础、相关领域和应用背景上,以求详尽且自然流畅。 --- 《先进反馈系统设计与鲁棒性分析:基于经典与现代控制理论的融合路径》图书简介 第一部分:引言与理论基石的再审视 本书旨在深入探讨现代控制理论中关于系统稳定性、性能优化和鲁棒性设计的前沿课题,特别关注在缺乏主动驱动或激励源的复杂动态系统中所面临的挑战。虽然我们不涉及“无源控制理论”这一特定分支的内部构建,但本书将构建一个坚实的理论框架,用以理解和分析那些主要依赖于系统自身结构耗散特性和反馈机制来实现稳定运行的系统。 第一章:动态系统建模的复杂性与非线性挑战 本章从基础出发,系统性地回顾了描述复杂工程系统(如机电耦合系统、热力学过程或流体动力学系统)的微分方程模型。重点分析了在建模过程中如何准确捕捉系统的非线性和时变特性。我们将详细讨论拉普拉斯变换、Z变换在处理线性定常系统中的局限性,并引入状态空间表示法作为分析高维、多输入多输出(MIMO)系统的核心工具。对于非线性系统的建模,如泰勒级数展开、小信号分析以及相平面分析等经典方法将被深入剖析,为后续的控制器设计奠定数学基础。 第二章:经典控制理论的现代视野:频率域分析的深化 经典控制理论,特别是频率响应方法,在工业界至今仍扮演着不可或缺的角色。本章将超越传统的根轨迹和波特图的简单应用,聚焦于如何利用频率域工具来评估系统的裕度和抗扰能力。我们将探讨奈奎斯特稳定性判据在复杂系统中的应用边界,以及如何利用奇异值分解(SVD)来分析MIMO系统在不同频率下的增益和相位特性。特别关注$mathcal{H}_{infty}$范数在频率响应分析中的引入,它为量化系统对外部干扰和模型不确定性的敏感度提供了一个强有力的度量标准。 第二部分:先进的反馈结构与鲁棒性保证 本部分是全书的核心,它侧重于那些旨在确保系统在面对模型不确定性、外部干扰和执行器限制时仍能保持稳定和高性能的先进反馈设计技术。 第三章:基于Lyapunov方法的稳定性理论扩展 Lyapunov稳定性理论是现代控制理论的支柱。本章将详细阐述间接法和直接法在非线性系统稳定性分析中的应用。我们将侧重于构造合适的二次型(Quadratic Form)和非二次型Lyapunov函数来证明系统的全局渐近稳定性。此外,针对那些具有内在能量耗散特性的系统,我们将探讨如何利用能量函数(或称为耗散函数)来证明系统的最终稳定状态,这为理解系统的内在“被动”特性提供了理论视角。 第四章:$mathcal{H}_2$与$mathcal{H}_{infty}$最优控制:性能与鲁棒性的权衡 控制器的设计往往需要在优化性能(最小化输出误差,对应于$mathcal{H}_2$范数)和保证鲁棒性(限制对干扰的敏感度,对应于$mathcal{H}_{infty}$范数)之间做出权衡。本章将系统地介绍求解三角不等式和代数Riccati方程的方法,以设计出最优的线性二次型高斯(LQG)控制器。随后,我们将深入探讨$mathcal{H}_{infty}$控制器综合的设计流程,它通过引入加权函数来精确地控制系统在不同频率范围内的响应特性,从而提供对模型不确定性的明确界限。 第五章:模型不确定性下的滑模控制(SMC)原理 滑模控制是处理系统模型不确定性的一种强有力、结构化的非线性控制方法。本章将详细阐述SMC的基本原理,包括滑模面(Sliding Surface)的设计、等效控制律的推导以及切换控制律的确定。重点分析了SMC固有的抖振(Chattering)现象及其对物理系统的潜在危害。我们将探讨如何利用模糊逻辑或边界层技术来平滑切换过程,以期在维持高鲁棒性的同时,提高实际操作的平稳性。 第三部分:实际应用中的挑战与新兴趋势 本部分将理论框架应用于具体的工程领域,并展望控制理论未来可能的发展方向,尤其是那些强调内在稳定性机制的领域。 第六章:约束条件下的控制设计与实时实现 在实际应用中,执行器饱和、状态限制等约束条件是不可避免的。本章将介绍如何将这些约束纳入控制器的设计过程。我们将探讨模型预测控制(MPC)的基本框架,它通过在线优化来处理多约束问题,尽管MPC本质上是基于模型的、具有前馈能力的,但其优化过程对系统动态的精确预测能力,使其成为处理复杂限制条件的首选工具。此外,本章也将简要涉及凸优化在求解约束控制问题中的应用。 第七章:自适应与学习型控制:应对未知动态 当系统参数随时间变化或完全未知时,固定增益的控制器将失效。本章将介绍几种主要的自适应控制策略。重点分析基于误差的自适应控制(如基于MRAS的参数估计)和基于Lyapunov的自适应控制(如应用$sigma$-修改技术)。这些技术的核心在于系统能够根据实际反馈误差,实时调整控制器参数,从而实现对未完全建模动态的跟踪和补偿。 第八章:面向物理系统的分布式与网络化控制 随着大型复杂系统的出现,控制器与被控对象的分离成为常态,网络延迟、通信带宽限制和传感器故障成为新的挑战。本章将探讨分布式控制和网络化控制的研究现状。特别关注如何在存在信息交换延迟的情况下,依然保证系统的全局稳定性,并讨论如何在这些分布式架构中,利用系统固有的物理连接(如网络拓扑结构)来辅助控制设计,以最小化对高带宽通信的依赖。 --- 总结 本书《先进反馈系统设计与鲁棒性分析》为读者提供了一个全面且深入的视角,用以理解和解决当代工程控制系统中的核心问题。它强调了从经典理论到现代鲁棒控制方法的连续演进路径,旨在培养工程师和研究人员在面对复杂、不确定环境时,设计出既高效又可靠的反馈控制策略的能力。通过对状态空间分析、频率域方法、Lyapunov稳定性判据以及先进鲁棒技术(如$mathcal{H}_{infty}$和SMC)的系统性梳理,本书致力于成为相关领域研究者和高级实践者的重要参考资料。

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用户评价

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在真正阅读这本书之前,我仅凭“无源控制理论及其应用”这个书名,就已经被深深吸引住了。在我看来,“无源”这个词本身就蕴含着一种突破性的意义,它挑战了我们对传统控制系统必须依赖外部能源供应的固有观念。我们日常接触的绝大多数控制系统,从简单的家电到复杂的工业自动化设备,无一不与电源紧密相连。而这种依赖,不仅带来了运行成本,也限制了设备在某些特定场景下的应用,比如空间受限、环境恶劣或者无法方便接入电源的场合。因此,我对于“无源控制”能够实现的可能性充满期待。我非常好奇,书中是如何从理论层面去阐述“无源控制”的。它是否会深入研究各种环境能量的收集与转换机制,例如太阳能、热能、动能、射频能量等?并且,在能量收集效率可能不高的情况下,如何设计出高效、稳定的控制策略,以确保系统的正常运行?我希望这本书能够为我解答这些关于基础理论的疑问。更为重要的是,我对“及其应用”部分尤为关注。我希望能够看到书中能够给出一些具体的、可落地的应用案例,例如在物联网领域,如何让传感器节点实现长期的自主运行;在可穿戴设备领域,如何利用身体的运动或体温来为设备供电;甚至是在一些更具挑战性的领域,如深海探测或太空探索,无源控制技术是否能够发挥关键作用?这本书的名字,为我开启了一个关于未来科技发展的新视角,让我对如何实现更环保、更高效的控制系统充满了探索的渴望。

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仅仅从书名“无源控制理论及其应用”来看,这本书就给我一种耳目一新的感觉。在我长期的学习和工作经历中,我接触到的绝大多数控制系统都需要外部的能源供应,这在一定程度上限制了系统的部署和维护,也增加了运行成本。而“无源控制”,这个概念似乎直接指向了一种更独立、更经济、更环保的控制模式。我非常想知道,书中是如何从理论层面来构建“无源控制”的框架的。它是否会深入探讨各种能量收集技术,比如如何从环境中收集太阳能、热能、动能,甚至是无线射频信号,并将这些能量有效地转化为驱动控制单元所需的能量?而且,在能量来源不确定或波动的情况下,如何设计出能够稳定运行并实现精确控制的算法,这其中的技术挑战一定不小。我期待书中能够有详实而清晰的理论阐述。同样吸引我的是“及其应用”这部分。我渴望了解,在实际工程中,无源控制技术是如何被应用的。例如,在物联网领域,如何让那些部署在偏远地区或难以维护位置的传感器节点,能够依靠环境能量实现长期的自主运行?或者在可穿戴设备领域,如何通过人体自身的能量来驱动智能手表或健康监测设备?这本书的书名,为我开启了一个充满新奇和潜力的研究领域,让我对未来控制技术的革新充满了期待。

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我不得不说,“无源控制理论及其应用”这个书名,成功地抓住了我的注意力,并且让我产生了强烈的学习欲望。在我看来,“无源”这个概念本身就蕴含着一种“自给自足”的强大生命力,它直接触及了当前社会对可持续发展和节能减排的迫切需求。我们都知道,几乎所有的电子设备都需要电源,而电源的供应和管理,往往是系统设计中一个非常关键但又充满挑战的环节。如果能够实现“无源控制”,意味着在很多情况下,我们可以摆脱对电池、充电器或者电网的依赖,这不仅能大大降低系统的运行成本和维护复杂度,更能拓展控制系统在极端环境、偏远地区,或者对能量供应极其敏感的场景下的应用边界。我特别好奇,书中是如何构建“无源控制理论”的理论框架的。它是否会从物理学、电子工程、控制科学等多个学科交叉的角度来阐述?比如,它会深入探讨各种能量收集技术(如太阳能、热电、压电、射频能量收集等)的原理和效率,以及如何将收集到的能量有效地存储和管理起来?在“应用”方面,我更是充满了期待,我希望这本书能够提供一些切实可行的案例,展示无源控制技术是如何在现实世界中发挥作用的。比如,在智能家居领域,门锁、窗户传感器等是否可以利用环境光或机械运动来驱动?在医疗健康领域,植入式传感器是否可以通过体温或心跳来供电?这本书的名字,为我打开了一扇通往全新技术领域的大门,也让我对未来科技的发展方向有了更深刻的理解。

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这本书我还没读,但光看名字就觉得很有分量。“无源控制理论及其应用”,听起来就充满了严谨的学术气息,而且“无源”这个词,在我的认知里,似乎和“效率”、“低能耗”这些现代社会极度关注的课题有着千丝万缕的联系。我最近刚好在关注一些关于物联网设备能源管理的问题,那些微小的传感器、执行器,如果都需要额外的能量供应,其部署和维护成本将是巨大的。如果“无源控制”能够提供一种不依赖外部能量源的控制方式,那将是颠覆性的。想象一下,一个传感器可以利用环境的微弱振动、温度变化甚至是射频信号来驱动自身的运行和数据传输,这能让物联网的普及程度和社会价值达到一个全新的高度。我特别好奇,这本书是如何从理论层面去阐述“无源”的,它会不会涉及到一些仿生学的设计理念?比如,模仿生物体的能量收集和利用机制,在人造系统中实现类似的功能。而且,“及其应用”这部分更是让我充满期待,我希望能看到具体的案例分析,比如在智能家居、工业自动化、医疗监测等领域,无源控制是如何被实现的,又带来了哪些实际的好处。是否会有关于能量收集模块的设计、能量存储单元的优化,甚至是基于这些能量约束下的控制算法的探讨?我希望这本书不仅仅是停留在理论层面,而是能够真正地指导实际工程应用,让那些看似遥不可及的“未来科技”变得触手可及。这本书的书名给我打开了一个全新的思考维度,让我对能源与控制的关系有了更深层次的理解。

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对于这本书,我目前还停留在对书名概念的初步解读阶段。 “无源控制理论及其应用”,这个书名给我最直观的感受是,它探索的是一种不同于主流的、可能更具可持续性和经济性的控制方式。“无源”这个词,在我看来,是对传统“有源”系统的直接反省和超越。传统控制系统通常需要消耗外部能量来完成信号的产生、传输、处理以及执行器的驱动,这种能量消耗不仅是运行成本的来源,也带来了环境负担。如果“无源控制”能够实现,意味着我们可以大幅度降低甚至消除对外部能源的依赖,这对于很多应用场景而言,将是革命性的。我很好奇,书中是如何定义“无源”的?它是否仅仅是指不依赖电能,还是可以更广泛地涵盖其他形式的能量?例如,是否可以利用机械能、声能、甚至生物能来驱动控制系统?而“理论”部分,我猜测会涉及能量收集、能量存储、以及在能量供给不确定或波动的情况下,如何设计有效的控制算法。例如,如何处理能量“饥渴”时期的系统行为,以及如何最大化利用瞬时获取的能量。更让我感兴趣的是“应用”部分,我希望能看到这本书能够提供一些具体、可行的解决方案,甚至是行业内的实践案例。比如,在智能交通系统中,路边的传感器是否可以利用过往车辆产生的振动来供电?在农业物联网领域,土壤传感器是否可以依靠太阳能就能长时间工作,实时监测作物生长环境?这本书的名字,像一个引子,勾起了我对未来技术发展方向的无限遐想,也让我对如何实现更绿色、更高效的控制系统充满了探索的欲望。

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在我还没有翻开这本书之前,只是看到“无源控制理论及其应用”这个书名,就足以让我产生了极大的好奇心。在我以往的认知中,几乎所有的控制系统都需要外部能量源的持续供应,无论是电能还是其他形式的动力。这种依赖性,在很多情况下会带来成本、维护和部署上的限制,尤其是在那些环境恶劣、能源获取困难或者对尺寸和重量有严苛要求的场景。因此,“无源控制”这个概念,就像一股清流,它似乎提供了一种摆脱能源束缚的可能性。我非常想知道,书中是如何定义和构建“无源控制理论”的。它是否会深入探讨各种能量收集技术,例如压电效应、热电效应、光伏效应,甚至是无线射频能量收集等?而且,在能量收集能力有限的情况下,如何设计出能够有效运行并完成预设控制任务的控制算法,这一定是一个极具挑战性的课题。我期待书中能够有详实的理论阐述,能够解释清楚其中的科学原理和技术路径。同样重要的是“及其应用”这部分。我希望能够看到书中提供一些生动的、具有代表性的应用案例。比如,在智能家居领域,某些低功耗的传感器和执行器是否可以通过收集环境光或机械能来驱动?在医疗领域,植入式传感器是否可以利用体温来供电,实现长期的健康监测?这本书的书名,像一个迷人的邀请,让我渴望去探索这个充满潜力的新领域,并且希望能够从中获得启发,为解决实际问题提供新的思路。

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我还没有机会仔细阅读这本书,但仅仅是看到“无源控制理论及其应用”这样一个书名,就激起了我内心深处的好奇心。在当前这个能源危机和环境保护备受关注的时代,“无源”这个词汇本身就具有一种天然的吸引力,它似乎预示着一种更加高效、更加经济、更加可持续的控制解决方案。我想象中的“无源控制”,是一种能够充分利用环境中存在的各种能量(例如光能、热能、动能、射频能量等),并将其转化为驱动控制系统运作所需的能量的控制方式。这与我们通常熟悉的、需要持续供电的有源控制系统有着本质的区别。因此,我非常期待书中能够详细阐述“无源控制理论”的构建过程,它是否会从能量收集的物理机制、能量转换的效率分析、能量存储的管理策略,乃至在能量供给不稳定情况下的控制算法设计等多个维度进行深入的探讨?同时,“及其应用”这一部分更是我关注的重点。我希望能看到一些具体的、能够引起共鸣的应用案例,比如在物联网设备中,如何利用环境能量实现设备的长期自主运行?在传感器网络中,如何实现“不插电”的长期部署?或者在某些特殊应用场景,如深海探测、太空探索等,无源控制技术是否能够提供关键性的解决方案?这本书的书名,为我打开了一个全新的研究和思考方向,也让我对未来科技的发展充满了期待。

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我还没有来得及翻开这本书,但仅仅是“无源控制理论”这个概念,就立刻引起了我极大的兴趣,因为在我看来,这代表着一种对现有控制系统范式的挑战和突破。我们通常接触到的控制系统,无论是工业自动化中的PLC、DCS,还是我们日常生活中的智能家电,绝大多数都离不开持续的电力供应,甚至需要专门的电源适配器或电池。这不仅增加了系统的复杂性和成本,也限制了它们在一些特殊环境下的应用,比如那些无法方便地接入电网、或者对能量供应有严格限制的场景。而“无源控制”,这个词本身就带有一种“自给自足”的意味,它是否意味着能够利用环境中的能量,比如太阳能、动能、热能等,来驱动控制单元的运作,甚至通过某种巧妙的设计,将环境能量直接转化为控制信号?我脑海中闪现出很多可能性,比如在极端环境下工作的传感器,或者是一些需要长期部署且难以维护的设备。书中关于“理论”的部分,我期待能够看到一些基础性的铺垫,比如能量收集的物理原理、能量转换的效率分析,以及在能量受限的情况下如何设计鲁棒的控制策略。而“应用”则更是我关心的重点,我希望能够看到一些具体的工程案例,哪怕是实验室阶段的研究成果,也能让我感受到这个理论的实际价值和潜力。例如,它是否可以应用于可穿戴设备,让设备在运动中就能为自己充电?或者在偏远地区部署的监测网络,依靠环境能量就能独立运行多年?这本书的书名,为我提供了一个全新的视角来审视和思考“控制”的本质,也让我对未来的技术发展充满了好奇和期待。

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即便还没有来得及翻开这本书,但“无源控制理论及其应用”这样一个书名,就已经在我的脑海中勾勒出一幅充满未来感的图景。在我对控制理论的理解中,能源供应一直是一个不可或缺的关键要素。无论是工业机器人、自动化生产线,还是我们身边的智能设备,都需要持续的电力供应来维持其运作。而“无源控制”,这个词汇本身就暗示着一种摆脱对外部能源依赖的可能性,这对于提高系统的自主性、降低运行成本、以及拓展应用场景都具有极其重要的意义。我特别好奇,书中是如何定义和构建“无源控制”的理论基础的。它是否会涉及能量收集技术(如太阳能、热电、压电、射频等)的原理和优化,以及如何管理和分配这些收集到的有限能量?在能量供应不稳定的情况下,如何设计出鲁棒且可靠的控制算法,以保证控制系统的性能?这些都是我非常想了解的。此外,“及其应用”部分更是激发了我进一步的探索欲。我期待书中能够提供一些具体的、具有说服力的应用案例,展示无源控制技术是如何在现实世界中解决实际问题的。例如,在智能交通系统中,如何让路边的传感器通过收集车辆振动能来工作?在环境监测领域,如何让偏远地区的传感器节点依靠环境能量实现长期监测?这本书的书名,为我提供了一个极具吸引力的切入点,让我对未来科技的发展方向产生了浓厚的兴趣。

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这本书的标题,“无源控制理论及其应用”,无疑触动了我对于技术创新与可持续发展的敏感神经。在我看来,“无源”这个词汇代表着一种对现有技术瓶颈的超越,它暗示着一种能够摆脱外部能源依赖的控制方式。我们都知道,几乎所有的电子系统都需要能源,而能源的获取、传输和管理,往往是系统设计中成本最高、复杂度最大、也是最容易出现故障的环节。如果能够实现“无源控制”,意味着我们可以极大地简化系统设计,降低运行成本,并且将控制系统应用到更广泛、更复杂的场景中。我对书中“理论”部分非常感兴趣,想知道它会如何阐释“无源”的物理基础,能量收集的原理,以及在能量供给有限的情况下如何进行有效的控制策略设计。是否会涉及到一些前沿的能量收集技术,如纳米发电机、微能量收集器等?同时,“及其应用”部分更是我期待的重点。我希望能够看到书中给出一些具体的、能够激发我灵感的应用案例。例如,在智能交通领域,如何利用道路上车辆产生的振动能来为交通信号灯或传感器供电?在环境监测领域,如何让部署在深山老林中的传感器节点,依靠微弱的环境能量实现长期监测?这本书的名字,为我提供了一个充满想象力的研究方向,也让我对未来科技的发展趋势充满了好奇和探索的欲望。

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