智慧型控製：分析與設計(第四版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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 　　「智慧型控製」成為當下日常生活切身話題，舉凡傢電、醫療、國防等隨處可見。本書可分三大部份，第一部　神經網路控製，第二部 模糊邏輯控製，第三部 基因演算控製。書中對於上述三種控製法理論、方法及應用作詳細介紹。對於相關的數學基礎，作者以最淺顯易懂方式來論述，並加入例題供讀者練習，希望讀者在閱讀此書時能以最快、最清楚方式進入智慧型控製的殿堂。

本書特色

　　1.由控製工程的觀點齣發，闡述類神經網路、模糊邏輯理論及基因演算法則在控製領域的應用。
　　2.內容由淺入深，由基礎理論齣發至進階控製應用，使讀者兼顧理論學習與實務應用。
　　3.多元的內容與綜閤應用，可供修習基本知識亦可作為研究參考。


 

動態係統建模、仿真與現代控製理論導論 作者： [此處留空，或者填寫其他領域知名學者的通用化筆名] 齣版社： [此處留空，或者填寫一傢老牌科技或工程齣版社的名稱] 版次： 第一版 頁數： 約850頁 ISBN： [此處留空，或使用一個虛構的ISBN] --- 內容簡介 本書旨在為讀者提供一套全麵、深入且實用的動態係統建模、仿真技術以及經典與現代控製理論的集成化教程。它不僅涵蓋瞭控製工程領域的基礎概念，更側重於如何將理論知識轉化為解決實際工程問題的能力。全書結構嚴謹，邏輯清晰，從物理係統的數學描述入手，逐步深入到高級控製策略的設計與實施。 第一部分：係統基礎與數學建模（Foundations and Mathematical Modeling） 本部分專注於建立對動態係統行為的數學理解。我們摒棄瞭對單一領域（如電氣或機械）的片麵描述，而是采用統一的係統視角。 第一章：動態係統的基本概念與術語 本章首先界定瞭“係統”、“動態性”、“狀態”以及“輸入/輸齣”等核心概念。詳細探討瞭綫性與非綫性係統、時不變（LTI）與時變係統的區分。通過引入積分模型和微分模型，為後續的建模工作奠定嚴謹的數學基礎。特彆地，本章強調瞭因果關係在係統描述中的重要性。 第二章：物理係統的建模方法 本章深入探討瞭從物理原理推導係統數學模型的關鍵技術。 機電係統建模： 詳細解析瞭拉格朗日法在處理復雜耦閤機械運動中的優勢，並結閤電磁學原理構建瞭直流電機和交流異步電機的精確模型。 熱流體係統建模： 針對換熱器和管道係統，采用集總參數法（Lumped-Parameter Approach）推導非綫性偏微分方程（PDEs）的常微分方程（ODEs）近似模型，並討論瞭如何處理邊界條件。 狀態空間錶示法（State-Space Representation）： 係統地介紹瞭將二階或更高階的微分方程轉化為標準一階狀態空間形式$dot{mathbf{x}} = mathbf{f}(mathbf{x}, mathbf{u}, t)$ 的所有步驟和技巧，包括如何選擇最能反映係統物理特性的狀態變量。 第三章：綫性係統的時域與頻域分析 本章聚焦於LTI係統的解析方法。 時域分析： 深入分析瞭零輸入響應、零狀態響應和全響應的疊加原理。詳細介紹瞭捲積積分法在求解連續時間係統的解中的應用。 傳遞函數與框圖代數： 詳細講解瞭傳遞函數的建立、零點和極點的物理意義，以及使用梅森增益公式（Mason's Gain Formula）簡化復雜反饋係統的框圖錶示。 頻率響應分析： 引入瞭傅裏葉變換在係統分析中的作用，詳細解釋瞭波德圖（Bode Plot）和奈奎斯特圖（Nyquist Plot）的繪製與判據，著重於穩定性裕度和帶寬的物理含義。 第二部分：係統仿真與計算方法（Simulation and Computational Techniques） 本部分將理論模型與計算工具相結閤，是實現工程實踐的關鍵橋梁。 第四章：數值仿真基礎 本章主要介紹求解常微分方程組的數值積分方法，這對於分析非綫性係統至關重要。 單步法： 詳細推導瞭歐拉法（Euler Method）的原理、穩定性和局限性。 高精度方法： 深入講解瞭經典的龍格-庫塔法（Runge-Kutta Methods），特彆是RK4的結構，並討論瞭變步長算法的選擇。 剛性係統（Stiff Systems）： 探討瞭針對剛性係統需要采用的隱式方法（如後嚮歐拉法或BDF方法）及其在保證數值穩定性上的優勢。 第五章：基於計算平颱的係統仿真 本章側重於現代仿真軟件（如MATLAB/Simulink或同等級工具）的應用實踐。 模塊化建模： 教授如何使用仿真軟件的內置模塊（如積分器、增益、非綫性函數塊）來構建復雜的物理係統模型。 參數辨識與模型修正： 介紹瞭實驗數據與仿真模型進行擬閤的方法，包括最小二乘法在參數估計中的應用，以提高模型對真實係統的準確性。 仿真結果的後處理與可視化： 如何有效地分析仿真數據，提取關鍵性能指標，並進行有效的圖形展示。 第三部分：經典控製理論與設計（Classical Control Theory and Design） 本部分迴歸到經典控製的設計範式，重點在於校正和提升單迴路係統的性能。 第六章：時間響應指標與性能規範 本章定義瞭控製係統設計的目標，如穩態誤差（Ess）、超調量（Mp）、調節時間（Ts）等，並解釋瞭這些指標在不同工程場景下的重要性。 第七章：根軌跡分析與設計 詳細闡述瞭根軌跡的概念及其繪製規則，重點在於如何通過根軌跡圖來預估控製器（如比例P、比例積分PI或比例微分PD）的參數變化對係統閉環極點位置的影響。 第八章：頻率響應法設計：PID控製器設計 本章是經典控製設計的核心。 PID控製器原理： 深入剖析瞭比例（P）、積分（I）、微分（D）項對係統時間響應和穩態誤差的獨立影響機製。 頻率域設計方法： 詳細介紹瞭如何利用波德圖，通過串聯或並聯補償器（如超前、滯後補償器）來精確地滿足相位裕度和增益裕度的設計要求，並達到預期的穩態性能指標。 第四部分：現代控製理論基礎（Introduction to Modern Control） 本部分引入瞭基於狀態空間方法的現代控製框架，強調瞭多輸入多輸齣（MIMO）係統的處理能力。 第九章：可控性與可觀測性分析 這是現代控製設計的前提。詳細介紹瞭卡爾曼可控性判據（Kalman Controllability Criterion）和可觀測性判據。討論瞭如何通過狀態反饋來完全極點配置（Pole Placement）的理論基礎。 第十章：狀態反饋與觀測器設計 狀態反饋極點配置： 介紹瞭如何利用Ackermann公式等方法，根據期望的係統響應，計算齣實現所需反饋增益矩陣 $mathbf{K}$。 狀態觀測器（Observer）： 針對狀態變量無法直接測量的限製，係統地介紹瞭Luenberger觀測器的工作原理、設計步驟以及如何通過選擇觀測器極點來保證觀測誤差的收斂速度。 附錄：矩陣代數迴顧與拉普拉斯變換 提供瞭必要的數學工具迴顧，確保讀者能夠無障礙地理解後續的工程推導。 --- 本書特色： 理論與實踐的深度融閤： 每一章的關鍵理論推導後，均配有詳細的算例分析和仿真驗證步驟。 強調物理意義： 避免瞭純粹的數學堆砌，力求讓讀者理解每個數學公式背後的物理含義和工程約束。 麵嚮MIMO係統： 現代控製部分為深入學習魯棒控製、自適應控製等前沿技術打下堅實基礎。 嚴謹的推導過程： 所有關鍵定理和公式均提供清晰的、可復現的數學推導，適閤需要深入理解原理的研究人員和高年級本科生。

第1章 導論
1.1 基本概念
1.2 研究範圍
1.3 基本組成
1.4 精確的定義
1.5 係統架構
1.6 模糊邏輯係統與類神經網路的比較
1.7 適應控製與類神經網路控製的比較

第2章 數學基礎
2.1 嚮量(Vectors)
2.2 矩陣(Matrices)
2.3 綫性轉換(Linear Transformations)
2.4 嚮量空間(Vector Spaces)
2.5 特徵值與特徵嚮量(Eigenvalues and Eigenvectors)

第3章 最佳化基本概念
3.1 基本定義
3.2 性能麵和最佳值

第4章 梯度演算法
4.1 基本梯度演算法
4.2 判斷步距大小-綫搜尋法
4.3 修正率 的影響
4.4 穩定修正率
4.5 解與討論
4.6 應用

第一部 神經網路控製
第5章 類神經網路簡介
5.1 前言
5.2 類神經網路的特性
5.3 神經元模型
5.4 類神經網路的典型功能
5.5 類神經網路架構及運用模式
5.6 類神經網路控製
5.7 應用實例
5.8 小結

第6章 單層感知器
6.1 感知器設計
6.2 基本的兩類型識彆
6.3 單層離散感知器網路
6.4 單層連續感知器

第7章 多層前饋式網路
7.1 多層網路的必要性
7.2 單層感知器(單層前饋式網路)
7.3 多層感知器(多層前饋式網路)
7.4 小結
7.5 網路訓練的注意事項

第8章 單層迴授網路
8.1 離散時間Hopfield網路
8.2 連續時間[梯度型] Hopfield網路
8.3 迴歸型類神經網路
8.4 Brain-State-in-a-Box模型(BSB Model)

第9章 動態係統識彆
9.1 輸齣/輸入係統模式識彆
9.2 狀態空間模式識彆
9.3 傳統與神經網路係統識彆的比較

第10章 係統識彆與控製整閤
10.1 係統識彆
10.2 基本控製架構
10.3 應用-類神經網路非直接適應控製
10.4 應用-求解Lyapunov矩陣方程式及控製
10.5 應用-機器人運動控製

第二部 模糊邏輯控製
第11章 模糊邏輯控製簡介
11.1 概論
11.2 模糊邏輯的特色
11.3 模糊邏輯運作機製與應用實例
11.4 模糊理論主要研究領域

第12章 模糊邏輯控製基本概念

第13章 模糊數學
13.1 基本定義
13.2 模糊化
13.3 模糊集閤的運算
13.4 模糊關係方程式
13.5 模糊蘊含
13.6 模糊推論
13.7 解模糊化

第14章 模糊邏輯控製
14.1 基本模糊邏輯控製器
14.2 模糊邏輯控製器的設計
14.3 動態係統PID控製的設計範例
14.4 模糊增益排程PID控製

第15章 模糊非綫性控製
15.1 擬PID控製的模糊邏輯控製器
15.2 滑動模糊邏輯控製器
15.3 Sugeno模糊邏輯控製

第三部 基因演算控製
第16章 基因演算法則簡介
16.1 生物的基因演化-進化論
16.2 基本概念

第17章 二進製基因演算 (Binary Genetic Algorithm；BGA)
17.1 演化過程
17.2 設定要領
17.3 高階基因演算機製
17.4 結構化基因演算法
17.5 設計適應函數
17.6 基因演算法範例

第18章 實數型基因演算法則

第19章 進化演算
19.1 進化過程
19.2 進化策略
19.3 進化演算法的主要特性
19.4 基因演算法與進化演算法的比較
19.5 螞蟻演算法

第20章 進階基因演算法
20.1 混基因與梯度演算法
20.2 雙族群基因演算法
20.3 多目標最佳化演算法

第21章 DNA演算法
21.1 DNA編碼概論
21.2 DNA演算法
21.3 應用

第22章 綜閤應用
22.1 類神經網路學習
22.2 最佳路徑規劃
22.3 控製的應用
22.4 以基因模糊邏輯模式設計導引控製係統

參考文獻

评分☆☆☆☆☆

作為一個在控製領域摸爬滾打多年的工程師，我對《智慧型控製：分析與設計(第四版)》這本書的評價，或許會更偏嚮於其實用性和技術深度。坦白說，市麵上關於智慧型控製的書籍不在少數，但真正能夠做到理論與實踐緊密結閤，並且涵蓋最新發展動態的，卻鳳毛麟角。這本第四版，無疑是其中的佼佼者。它對各種先進的智慧型控製技術，如基因演算法、粒子群優化等，都進行瞭深入的剖析，並且提供瞭豐富的數學推導和演算法偽代碼，這對於我們這些需要實際Implementing的工程師來說，簡直是福音。我尤其欣賞書中對於模型預測控製（MPC）的闡述，這在當前許多複雜係統的控製應用中都至關重要，作者對其原理、演算法設計以及實際應用案例的介紹，都非常詳盡，讓我受益匪淺。此外，書中還討論瞭魯棒控製、自適應控製等一些經典但依然重要的理論，並將其與智慧型控製方法有機結閤，形成瞭一套完整的控製理論體係。這本書的深度和廣度，都遠遠超齣瞭我的預期，絕對是值得在書架上佔有一席之地的參考書，對於任何想在智慧型控製領域深耕的專業人士，都強烈推薦。

评分☆☆☆☆☆

說實話，拿到《智慧型控製：分析與設計(第四版)》這本書的時候，我並沒有抱持著太高的期待。我一直覺得這類的技術書籍，很多都離不開艱澀的數學公式和冰冷的理論，很難真正讀進去。然而，這本書徹底顛覆瞭我的想法。它在闡述複雜的智慧型控製概念時，並沒有使用那些令人望而卻步的語言，而是巧妙地融入瞭許多貼近生活的比喻和生動的圖解。例如，在講解模糊邏輯控製器時，作者用日常生活中判斷溫度高低的例子，將抽象的“模糊集”和“模糊規則”具象化，讓我一下子就抓住瞭核心。還有神經網路的部分，它不僅解釋瞭基本的運作原理，更透過實際的應用場景，例如圖像識別和語音辨識，展現瞭神經網路的強大之處。這本書最大的優點在於它的結構編排非常閤理，從基礎理論到進階應用，層層遞進，讓讀者可以循序漸進地學習。我特別欣賞它在每個章節結束後都設置瞭習題，這對於鞏固學習成果非常有幫助。總體來說，這是一本既有深度又不失實用性的絕佳教材，絕對值得推薦給所有對智慧型控製感興趣的朋友們。

评分☆☆☆☆☆

嚴格來說，我並非控製工程的本科齣身，所以剛拿到《智慧型控製：分析與設計(第四版)》這本書時，心裡是有點打鼓的。畢竟，這聽起來就是一門很硬的學科。但是，翻開書頁，我的擔憂很快就煙消雲散瞭。作者usepackage的筆觸相當流暢，而且大量運用瞭真實世界的案例來輔助說明。舉個例子，在解釋專傢係統的時候，它就引導讀者思考如何在一個工業生產線上，透過模擬人類專傢的決策過程來實現自動化，這種描述方式非常具體，讓我能夠快速理解其核心概念。而且，書中對於不同智慧演算法的探討，也都非常有條理，從最基本的概念齣發，逐步深入到更複雜的演算法。我特別喜歡書中關於神經網路的部分，它不僅講述瞭傳統的前饋網路，還介紹瞭循環網路等，並結閤瞭圖像識別等實際應用，讓我對神經網路在智慧型控製中的潛力有瞭更深的認識。這本書的結構設計非常人性化，每一章的開頭都會有個簡要的概述，結尾則有總結和練習題，這對於非專業背景的我來說，學習起來更加輕鬆。這是一本真正能讓讀者“學得會、用得上”的智慧型控製入門與進階書籍。

评分☆☆☆☆☆

當我初次接觸到《智慧型控製：分析與設計(第四版)》時，腦中浮現的畫麵是密密麻麻的公式和難以理解的術語。然而，這本教材的齣現，完全改寫瞭我對控製理論書籍的認知。它以一種極具親和力的方式，將過去我認為遙不可及的“智慧型控製”概念，變得觸手可及。書中對各種智慧型控製方法的介紹，不僅僅停留在理論層麵，更是深入探討瞭這些方法在實際工程中的應用。舉例來說，對於自適應控製，它詳細闡述瞭如何根據係統特性動態調整控製器參數，並透過一些具體的應用場景，比如機器人運動控製，來展示其優勢。書中對於不同控製策略的比較分析，也讓我受益匪淺，讓我能夠根據具體問題的需求，選擇最閤適的控製方法。我特別欣賞的是，作者在闡述數學模型時，總是會輔以直觀的圖示和清晰的解釋，讓原本可能枯燥的公式推導，變得生動有趣。這本書不僅適閤學術研究，對於正在從事自動化、機器人、或者任何需要複雜控製係統設計的工程師來說，更是具有極高的參考價值，能夠幫助他們解決實際工作中的難題。

评分☆☆☆☆☆

這本《智慧型控製：分析與設計(第四版)》真的是讓我嘆為觀止！我本來對控製理論抱持著一種既敬畏又有點距離的態度，總覺得它離實際應用有點遙遠，像是一門高深的學問。但是，從我翻開這本書開始，那種感覺瞬間就改變瞭。作者usepackage瞭大量淺顯易懂的例子，從最基礎的PID控製器，一路講解到各種先進的演算法，例如模糊邏輯、神經網路、專傢係統等等，都處理得非常到位。更讓我驚喜的是，它並沒有止步於理論層麵，而是緊密結閤實際應用，提供瞭許多實際案例和模擬的分析。光是看到那些清晰的圖錶和數學推導，就足以讓我對複雜的概念產生豁然開朗的感覺。我尤其喜歡它對於不同控製策略的比較分析，讓我能夠清楚地理解每種方法的優缺點，以及在什麼樣的場景下最適閤使用。這本書就像一位耐心溫和的老師，引導著我一步步深入智慧型控製的奧秘，讓我不再感到畏懼，反而燃起瞭對這個領域的濃厚興趣。對於正在學習控製工程的學生，或者是在職工程師想要提升自己在這個領域的專業能力，這本書絕對是不可或缺的參考！