最优估计理论

最优估计理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:刘胜^张红梅
出品人:
页数:281
译者:
出版时间:2011-6
价格:36.00元
装帧:
isbn号码:9787030311498
丛书系列:
图书标签:
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  • 系统辨识
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具体描述

《控制科学与工程研究生系列教材:最优估计理论》全面系统地阐述了最优估计的理论和方法。首先介绍了维纳滤波的原理、求解及应用;然后分别针对离散系统和连续系统,详细介绍了卡尔曼滤波器的原理、推导过程及其稳定性和鲁棒性,并以舰船和水翼艇的姿态估计问题为例,讨论了其具体应用;针对卡尔曼滤波的发散现象,介绍了若干抑制滤波发散的方法;对于非线性系统的滤波问题,介绍了贝叶斯滤波、扩展卡尔曼滤波等经典方法,并介绍了粒子滤波、Unscented卡尔曼滤波、预测滤波等较新的非线性滤波方法;最后,针对系统模型不准确的情况,讨论了若干自适应卡尔曼滤波方法。《控制科学与工程研究生系列教材:最优估计理论》的特点是理论基础全面,内容深入浅出,注重理论与实际问题的结合,实例特色鲜明。

《控制科学与工程研究生系列教材:最优估计理论》既可作为控制理论与控制工程、导航与测控、通信工程、仪器科学与技术、系统工程、电气工程、电子信息工程等学科的研究生和高年级本科生教材,也可作为相关领域科研人员的参考书。

洞悉未知,量化决策:一本关于不确定性下洞察本质的指南 我们身处一个信息爆炸且充满变数的时代,从科学研究到工程实践,从金融投资到医疗诊断,几乎所有领域都不可避免地要面对不确定性。如何在嘈杂的数据中提炼出有价值的信号,如何在模糊的认知下做出最接近真相的判断?《洞悉未知,量化决策》正是这样一本致力于探索和解答这些核心问题的指南。它不是一本罗列具体案例的百科全书,也不是一本提供现成解决方案的工具书,而是深入探究“如何思考”和“如何处理”不确定性这一普遍性难题的智力启迪。 本书的核心在于剖析“最优估计”这一强大而普适的思维框架。它并非局限于某个特定的学科,而是提炼出了一套跨越领域的通用方法论,帮助读者理解并掌握在信息不完整、测量存在误差、模型不完全准确的情况下,如何构建出最能反映客观现实的认知。本书将带领读者踏上一段从基础概念到前沿应用的探索之旅,逐步揭示不确定性背后的规律,以及如何通过数学和统计的语言将其量化,并最终转化为指导决策的有力工具。 第一部分:不确定性的起源与量化 在开始探究如何“最优”地估计之前,我们首先需要理解“不确定性”究竟是什么。本书将从多个维度深入剖析不确定性的来源,包括: 内在的随机性: 许多自然现象本身就具有固有的随机性,例如量子力学中的粒子行为,或者基因的随机突变。理解这种内在的不可预测性是认识不确定性的起点。 测量误差: 任何测量过程都无法做到绝对精确,传感器精度、环境干扰、人为因素等都会引入误差。本书将介绍误差的分类,如系统误差与随机误差,并探讨其对估计结果的影响。 模型局限性: 我们构建的模型是对现实世界的简化和抽象。模型的选择、参数的设定,乃至模型本身的理论基础,都可能与真实情况存在偏差,从而引入模型不确定性。 信息不足: 在许多实际问题中,我们所能获取的数据往往是有限的,甚至存在缺失。信息的不完整性直接导致了认知的模糊。 理解了不确定性的来源,接下来的关键是如何对其进行量化。本书将详细介绍各种描述和度量不确定性的统计工具: 概率论基础: 从最基础的概率概念入手,逐步引入随机变量、概率分布(如高斯分布、泊松分布等)等核心概念。读者将学习如何用概率语言来描述事件发生的可能性,以及如何理解随机变量的统计特性。 统计推断: 如何从有限的样本数据中推断出总体的特性?本书将阐述点估计和区间估计的原理,介绍最大似然估计、矩估计等经典方法,帮助读者理解如何基于观测到的数据来“猜測”未知的参数。 协方差与相关性: 多个变量之间并非孤立存在,它们可能相互影响。本书将深入探讨协方差矩阵的概念,用以描述变量之间的线性依赖关系,从而揭示数据内在的结构。 第二部分:构建最优估计的理论基石 在掌握了不确定性的量化方法后,本书将聚焦于“最优估计”的核心理论。这里,“最优”并非主观的偏好,而是基于数学上的严格定义。 代价函数与损失函数: 什么是衡量估计“好坏”的标准?本书将引入代价函数和损失函数的概念,阐明不同应用场景下,我们对估计误差的容忍度以及期望达到的目标。例如,在某些场景下,我们可能更关心避免过大误差,而在另一些场景下,我们则希望整体误差的平均值最小。 最小二乘法: 作为一种经典的估计方法,最小二乘法在工程和科学领域有着极其广泛的应用。本书将对其原理进行深入剖析,解释为何在满足特定条件下,最小二乘估计能够达到最小化误差平方和的最优目标,并介绍其在曲线拟合、系统辨识等问题中的应用。 最小均方误差(MMSE)估计: 这是理论上最优的估计方法之一,它旨在最小化估计值与真实值之间均方误差的期望。本书将详细推导MMSE估计的表达式,并介绍如何将其应用于线性模型和非线性模型中。读者将理解,在具备充分先验知识和模型信息的情况下,MMSE能够提供最精确的估计。 最大后验(MAP)估计: 当我们拥有先验信息时,MAP估计能够结合观测数据和先验知识,得到对参数的最佳估计。本书将阐述贝叶斯定理在MAP估计中的作用,以及如何利用先验分布来指导估计过程,尤其是在数据稀疏或存在强先验信息的情况下,MAP估计的优势将得到体现。 卡尔曼滤波与相关算法: 对于动态系统,如何随着时间的推移不断更新估计?卡尔曼滤波作为一种重要的递归估计算法,将是本书的重点。我们将详细介绍其基本原理,包括状态方程、观测方程以及卡尔曼增益的计算,并展示其在导航、目标跟踪、经济预测等领域的强大能力。同时,本书还将简要介绍扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)等适用于非线性系统的变种。 第三部分:最优估计的应用与进阶 理论的掌握最终是为了指导实践。本书的第三部分将带领读者将所学理论应用于实际问题,并探讨一些更深层次的进阶概念。 参数估计与模型辨识: 在许多应用中,我们并不知道系统的精确模型。本书将介绍如何利用观测数据来估计模型的参数,甚至推断出模型的结构,这被称为模型辨识。 状态估计: 许多系统(如机器人、飞机)的内部状态(位置、速度等)是无法直接观测的。本书将重点讨论如何利用观测数据来估计这些不可见的状态。 信号处理中的应用: 从音频降噪到图像去模糊,信号处理领域大量依赖于最优估计技术。本书将阐释如何利用这些理论来滤除噪声,恢复原始信号。 机器学习与数据挖掘的联系: 最优估计的许多思想与机器学习中的模型训练、参数优化有着深刻的联系。本书将探讨两者之间的共性与区别,帮助读者理解最优估计理论如何为更复杂的机器学习模型奠定基础。 鲁棒估计: 在实际应用中,我们往往无法完全信任数据的质量,可能存在异常值或离群点。鲁棒估计旨在提供一种对数据中的“坏点”不敏感的估计方法,确保估计的可靠性。 贝叶斯方法的进阶: 除了MAP估计,本书还将简要介绍更广泛的贝叶斯推断方法,例如蒙特卡洛马尔可夫链(MCMC),为处理更复杂、非解析的模型提供思路。 《洞悉未知,量化决策》不是一本速成手册,而是一次严谨的智力挑战。它要求读者具备一定的数学基础,但更重要的是激发读者一种严谨的、量化的思维方式。通过对不确定性的深入理解和对最优估计理论的系统学习,读者将能够: 更准确地理解和评估信息: 区分信号与噪声,识别数据的价值与局限。 做出更明智的决策: 在模糊不清的环境中,基于最优的估计来选择行动方案。 提升解决复杂问题的能力: 掌握一套强大的分析工具,应对科学、工程、金融等领域的挑战。 培养严谨的科学精神: 以量化的语言描述和解决现实世界中的不确定性问题。 本书的最终目标是赋能读者,让他们能够自信地面对未知,将不确定性转化为可管理的变量,从而在复杂的现实世界中做出更优的判断和更成功的决策。

作者简介

目录信息

读后感

评分

本来对此书印象还不错,但最后一节课老师说了说此书中的主要错误。真是无语了,整本书到处都是错误啊,小错误老师都不提了。尤其是卡尔曼滤波的第六章,如果是自学或者是参考建议还是不要用了。只有拿此书做课本的最苦逼了。

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本来对此书印象还不错,但最后一节课老师说了说此书中的主要错误。真是无语了,整本书到处都是错误啊,小错误老师都不提了。尤其是卡尔曼滤波的第六章,如果是自学或者是参考建议还是不要用了。只有拿此书做课本的最苦逼了。

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本来对此书印象还不错,但最后一节课老师说了说此书中的主要错误。真是无语了,整本书到处都是错误啊,小错误老师都不提了。尤其是卡尔曼滤波的第六章,如果是自学或者是参考建议还是不要用了。只有拿此书做课本的最苦逼了。

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本来对此书印象还不错,但最后一节课老师说了说此书中的主要错误。真是无语了,整本书到处都是错误啊,小错误老师都不提了。尤其是卡尔曼滤波的第六章,如果是自学或者是参考建议还是不要用了。只有拿此书做课本的最苦逼了。

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本来对此书印象还不错,但最后一节课老师说了说此书中的主要错误。真是无语了,整本书到处都是错误啊,小错误老师都不提了。尤其是卡尔曼滤波的第六章,如果是自学或者是参考建议还是不要用了。只有拿此书做课本的最苦逼了。

用户评价

评分

说实话,当我拿起这本书时,我立刻感受到了它扑面而来的“硬核”气息。这不是那种可以窝在沙发上轻松阅读的休闲读物,更像是一本需要配合大量习题和笔记才能啃下来的专业工具书。我注意到书的排版非常紧凑,大量的数学符号和希腊字母挤在一起,预示着作者对精确性的极致追求。我个人比较关注它在**非线性系统估计**方面的处理方式,因为现实世界中的问题很少是理想化的线性模型能够完全概括的。如果这本书能深入探讨如扩展卡尔曼滤波(EKF)或无迹卡尔曼滤波(UKF)等高级方法的局限性与适用场景,并提供详实的案例分析,那就太棒了。我尤其好奇作者如何平衡理论的抽象性与工程应用的可行性,毕竟,理论的完美往往建立在诸多理想假设之上,而工程的艺术就在于如何打破这些假设。我期待这本书能像一把手术刀,精准地剖析估计误差的来源,并提供最小化这些误差的哲学指导。

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这本书的装帧和字体选择给我一种非常古典和严谨的印象,仿佛是上世纪某个重要科学领域奠基之作的再版。我个人对理论的探讨远胜于应用层的快速迭代,因此我更关注其**统计决策论**的基础部分。这本书是否详尽阐述了信息论中的**克拉美-劳下界(Cramer-Rao Lower Bound)**?这个理论极限值,对于评估任何估计器性能的优劣至关重要。如果作者能清晰地勾勒出,如何通过调整模型结构、先验信息或观测策略来逼近这个理论极限,那么这本书就具有了长久的生命力。我希望它不只是简单地罗列公式,而是能引导读者思考:在信息受限的情况下,我们如何定义“最优”?这个“最优”是基于最小均方误差(MMSE)还是其他更复杂的风险函数?这种对“最优”定义的深层次探讨,才是区分优秀教材和平庸参考书的关键所在。

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我购买这本书的主要动机是想弥补我在处理**高维数据和贝叶斯框架**时的知识盲区。现代数据科学和机器学习领域,很多底层逻辑都溯源于最优估计理论的深处。我希望这本书能提供一个从零开始构建复杂概率模型的清晰路径,而不仅仅是调用现成的工具箱函数。例如,在**粒子滤波**或**变分推断(Variational Inference)**等现代技术中,理论基础往往是理解其收敛性和效率的关键。如果这本书能用一种相对直观的方式,解释贝叶斯更新过程中“先验”如何影响“后验”,以及如何选择合适的共轭先验来简化计算,那对我来说将是巨大的收获。我期望它能像一位经验丰富的大师,在知识的迷雾中点亮指路的灯塔,让我在面对海量、噪声数据时,不再感到迷茫无措,而是能胸有成竹地设计出稳健的估计方案。

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这本《最优估计理论》的书籍,从厚度和内容深度来看,绝非泛泛之辈。我刚翻开序言,就被作者那种严谨到近乎苛刻的治学态度所震撼。它似乎致力于构建一个宏大而自洽的数学框架,用一套精密的逻辑体系去阐述“如何从不完美的数据中提炼出最可靠的结论”。我猜想,全书的基调会非常数学化,充斥着大量的概率论、随机过程以及优化理论的公式推导。对于初学者来说,这可能是一场硬仗,需要极大的耐心去啃下那些复杂的定义和定理。我尤其期待它在**卡尔曼滤波**或者**马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)**这类核心算法上的讲解深度,看它如何将理论转化为实际可操作的迭代过程。如果这本书能清晰地梳理出从最小二乘法到更高级的贝叶斯估计之间的演进脉络,那它的价值就不仅仅停留在学术层面,更能为工程实践者提供坚实的理论基础。它仿佛在邀请读者进入一个纯粹由数字和逻辑构成的世界,挑战我们对“准确”二字的理解边界。我希望这本书能提供的洞察,远超教科书上那些平铺直叙的公式罗列,而是能揭示隐藏在数据背后的本质规律。

评分

从目录结构来看,这本书似乎采用了一种非常系统化的构建方式,从最基础的随机变量和随机过程讲起,逐步过渡到实际的估计问题求解。我非常看重它在**参数估计**和**状态估计**两大核心领域的区分和联系。尤其是状态估计部分,我希望它能详细阐述**维纳滤波(Wiener Filter)**在平稳随机过程中的作用,并清晰地指出它与处理非平稳过程的卡尔曼滤波在数学假设上的根本区别。这本书的价值,我认为不在于提供最新的算法补丁,而在于巩固读者对“信息获取与处理”这一学科范式的深刻理解。一个真正理解最优估计理论的人,应该能够在面对任何新出现的信号处理或系统辨识问题时,迅速搭建起正确的数学模型,并找到相应的最优求解路径。这本书,如果能达到这个目标,就绝对称得上是该领域的经典之作。

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