智能控制技术( 十二五) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

郭广颂 著

图书标签:

• 智能控制
• 控制理论
• 自动化
• 电气工程
• 系统工程
• 传感器技术
• 嵌入式系统
• 机器人技术
• 工业控制
• 人工智能

店铺： 广影图书专营店

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512413498

商品编码：29729165931

包装：平装

出版时间：2014-06-01

基本信息

书名：智能控制技术( 十二五)

定价：28.00元

作者：郭广颂

出版社：北京航空航天大学出版社

出版日期：2014-06-01

ISBN：9787512413498

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

郭广颂编写的《智能控制技术(普通高校十二五规划教材)》深入浅出地阐述了智能控制的基本概念、工作原理、控制方法与应用。全书共7章：章概述智能控制的发展历史及主要研究问题；第2章介绍了模糊控制的数学基础；第3～4章介绍了模糊控制的基本工作原理、模糊控制系统设计方法和设计实例；第5章介绍了神经网络结构与神经网络控制类型；第6章介绍了专家系统的工作原理与专家控制系统结构；第7章介绍了遗传算法原理及其在控制中的应用。
　　本书可作为高等院校自动化、机电工程、电子信息类等专业高年级本科生及研究生的教材，也可供从事智能控制与智能系统研究、设计和应用的工程技术人员参考使用。

目录

---

章 绪论
　1.1 智能控制的起源与发展
　　1.1.1 控制理论应用面临新的挑战
　　1.1.2 智能控制的提出与发展概况
　　1.1.3 智能控制的特点
　　1.1.4 智能控制的应用
　1.2 智能控制的基本概念
　　1.2.1 智能控制的定义
　　1.2.2 智能控制的结构
　1.3 智能控制的几种形式
　　1.3.1 模糊逻辑控制
　　1.3.2 分级递阶智能控制
　　1.3.3 人工神经网络控制
　　1.3.4 专家控制
　　1.3.5 仿人智能控制
　　1.3.6 学习控制
　1.4 智能控制系统的研究方向和趋势
　　1.4.1 研究方向
　　1.4.2 发展趋势
第2章 模糊控制的数学基础
　2.1 模糊控制概述
　　2.1.1 模糊理论的创立
　　2.1.2 模糊控制的应用
　　2.1.3 模糊控制技术的特点
　　2.1.4 模糊控制技术的发展
　2.2 模糊集合及其表示方法
　　2.2.1 模糊集合的基本概念
　　2.2.2 模糊集合的表示方法
　　2.2.3 模糊集合的运算
　　2.2.4 确定隶属函数的原则
　2.3 模糊关系和模糊矩阵
　　2.3.1 普通关系
　　2.3.2 模糊关系
　2.4 模糊逻辑
　　2.4.1 模糊语言逻辑
　　2.4.2 语言算子
　　2.4.3 模糊逻辑与多值逻辑的区别和联系
　2.5 模糊逻辑推理
　　2.5.1 似然推理
　　2.5.2 模糊条件推理
　　2.5.3 多输入模糊推理
　　2.5.4 多输人多规则推理
第3章 模糊控制的基本原理
　3.1 模糊控制的基本思想
　　3.1.1 模糊控制思想
　　3.1.2 模糊控制系统的基本组成
　　3.1.3 模糊控制器的组成
　3.2 模糊控制基本原理
　　3.2.1 单输入单输出模糊控制原理
　　3.2.2 电热炉炉温模糊控制设计例证
第4章 模糊逻辑控制器及模糊控制系统设计
　4.1 模糊控制器设计的内容
　4.2 模糊控制器结构设计
　　4.2.1 输入输出变量的确定
　　4.2.2 模糊控制器结构的选择
　4.3 模糊控制规则设计
　　4.3.1 输入输出变量词集的选择
　　4.3.2 各模糊变量的模糊子集隶属函数的选择
　　4.3.3 模糊控制规则的建立
　　4.3.4 模糊化和解模糊化方法
　　4.3.5 论域、量化因子和比例因子
　　4.3.6 模糊控制在线推理示例
　　4.3.7 模糊控制器的硬、软件实现
　4.4 模糊控制与PID控制的结合
　　4.4.1 模糊控制器与PID控制器的关系
　　4.4.2 模糊PID控制器的几种形式
　4.5 模糊控制系统设计实例
　　4.5.1 温度控制系统
　　4.5.2 控制系统性能分析
　　4.5.3 模糊控制器的实现
喜5章 神经网络与神经网络控制
　5.1 神经网络基础
　　5.1.1 生物神经元与人工神经元
　　5.1.2 神经网络的发展历史
　　5.1.3 神经网络的分类
　　5.1.4 神经网络的特点及应用领域
　5.2 典型神经网络模型
　　5.2.1 感知机神经网络
　　5.2.2　BP神经网络
　　5.2.3　RBF神经网络
　　5.2.4　Hopfield神经网络
　5.3 神经网络控制
　　5.3.1 神经网络监督控制
　　5.3.2 神经网络直接逆控制
　　5.3.3 神经网络自适应控制
　　5.3.4 神经网络内模控制
　　5.3.5 神经网络PID控制
　　5.3.6 神经网络预测控制
　　5.3.7 神经网络混合控制
有6章 专家控制技术
　6.1 专家系统
　　6.1.1 专家系统发展历史
　　6.1.2 专家系统的结构与类型
　　6.1.3 知识的表示
　　6.1.4 知识的获取
　　6.1.5 专家系统的推理机制
　6.2 专家控制系统
　　6.2.1 专家控制系统原理
　　6.2.2 专家控制系统的类型
　　6.2.3 专家控制系统的设计
第7章 遗传算法与应用
　7.1 遗传算法的基本原理
　　7.1.1 遗传算法的基本操作
　　7.1.2 遗传算法的优化设计
　　7.1.3 遗传算法优化函数实例
　　7.1.4 遗传算法的特点
　7.2 基于遗传算法的参数辨识
　　7.2.1 基于遗传算法的参数辨识方法
　　7.2.2 遗传算法用于控制系统建模与设计
　7.3 基于遗传算法的PID控制参数优化
　　7.3.1 基于遗传算法的控制参数优化方法
　　7.3.2 遗传算法PID参数整定实例
参考文献

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

《现代控制理论与应用》 内容简介 本书是一部系统深入介绍现代控制理论基础、关键技术以及在工程领域广泛应用的专业性著作。全书共分为十二章，旨在为读者构建一个扎实的理论框架，并结合丰富的工程实例，展示如何将先进的控制理念转化为实际的解决方案。本书既适合高等院校自动化、控制工程、电子信息工程、计算机科学等相关专业的研究生及高年级本科生作为教材或参考书，也能够为从事自动控制系统设计、研发、调试及维护的工程师提供宝贵的理论指导和实践参考。 第一章 绪论 本章首先回顾了控制理论的发展历程，从早期的经典控制理论出发，引出了现代控制理论的诞生背景和核心思想。接着，详细阐述了控制系统的基本概念，包括系统、模型、输入、输出、状态、稳定性等。在此基础上，定义了线性系统和非线性系统的特点，为后续章节的深入分析奠定基础。本章还将介绍控制系统分析和设计的基本流程，以及在不同工程领域中控制技术所扮演的关键角色，例如航空航天、工业过程控制、机器人、生物医学工程等，强调控制技术在提升系统性能、效率和安全性方面的重要性。 第二章 线性系统状态空间描述 本章重点介绍线性系统状态空间描述方法，这是现代控制理论的基石。我们将详细讲解如何从系统的物理方程或传递函数出发，构建系统的状态方程和输出方程。深入分析状态向量的物理意义，以及如何选择合适的状态变量。本章将详细推导连续时间和离散时间线性系统的状态空间方程形式，并阐述输入矩阵、状态转移矩阵、输出矩阵和直接传输矩阵的性质及作用。此外，还将探讨状态空间模型的等价变换，以及不同状态空间表示之间的关系，为后续分析和设计提供灵活性。 第三章 线性定常系统的时域分析 本章聚焦于线性定常系统在时域内的行为分析。我们将从经典控制理论的时域响应分析方法出发，回顾单位阶跃响应、单位脉冲响应等基本概念。在此基础上，重点介绍状态空间模型下的系统时域响应分析。通过求解状态方程，我们将详细推导系统零输入响应和零状态响应，并分析其与系统模型参数的关系。本章还将深入探讨系统的稳定性问题，包括Lyapunov稳定性、渐近稳定性以及指数稳定性等概念，并介绍判断线性系统稳定性的经典方法，如Routh-Hurwitz判据和Nyquist判据的推广应用。 第四章 线性定常系统的频域分析 本章将引入线性定常系统在频域内的分析方法，这是理解系统频率响应特性的重要途径。我们将从系统的传递函数出发，详细讲解频率响应的概念，包括幅频特性和相频特性。本章将介绍Bode图、Nyquist图、Nichols图等常用的频率响应图形工具，并解释如何通过这些图形直观地分析系统的带宽、截止频率、峰值增益、相角裕度、幅值裕度等关键性能指标。通过这些分析，读者将能够理解系统在不同频率下的行为特性，并为后续的控制器设计提供依据。 第五章 线性定常系统的能控性和能观性 本章是现代控制理论的核心内容之一，即能控性和能观性。我们将严格定义线性系统的能控性，并给出其数学判据，例如秩判据和Gramian判据。深入分析能控性的物理意义，即系统能否通过控制输入将其状态从任意初始状态驱动到任意目标状态。同理，我们将详细阐述能观性的概念及其数学判据，探讨能观性意味着系统能否通过测量输出来完全估计出系统的内部状态。本章还将讨论能控性和能观性之间的对偶性，并解释它们在控制器设计和状态观测器设计中的关键作用。 第六章 状态反馈控制 本章将详细介绍状态反馈控制的设计方法。在系统能控性的基础上，我们将推导全状态反馈增益矩阵的设计公式，旨在使闭环系统具有期望的动态性能，例如期望的极点配置。本章将介绍极点配置法的不同实现方式，包括直接法和Ackermann公式等。此外，还将探讨线性二次型调节器（LQR）的设计，它是一种最优控制方法，通过最小化二次型性能指标来获得最优的状态反馈增益，从而在性能和控制能量之间取得平衡。 第七章 状态观测器设计 当系统的所有状态变量无法直接测量时，就需要设计状态观测器来估计系统的内部状态。本章将详细介绍状态观测器的原理和设计方法。我们将从能观性的角度出发，解释状态观测器的基本结构，包括状态方程的估计以及误差反馈项。本章将介绍Luenberger观测器的设计，并讨论如何通过极点配置法来确定观测器的反馈增益，以保证观测误差能够快速收敛到零。此外，还将简要介绍卡尔曼滤波器（Kalman Filter）作为一种最优状态估计方法，并阐述其在有噪声测量下的应用。 第八章 线性二次型最优控制 本章深入探讨线性二次型最优控制（LQR）问题。我们将详细定义二次型性能指标，并推导其在状态反馈控制中的应用。本章将详细介绍黎卡提方程（Riccati equation）的求解方法，并通过求解黎卡提方程来获得最优的状态反馈增益矩阵。我们将分析LQR控制器的特性，包括其鲁棒性以及在保证系统稳定性方面的优势。此外，还将简要介绍有限时间最优控制和无限时间最优控制的区别。 第九章 非线性系统基本概念 本章将引入非线性控制系统的基本概念。我们将讨论非线性系统的特点，例如非线性特性、奇点、多平衡点等，以及它们给系统分析和控制带来的挑战。本章将介绍描述非线性系统行为的常用方法，例如相平面分析、李雅普诺夫第二方法等。我们将详细阐述李雅普诺夫稳定性理论，包括李雅普诺夫函数的设计以及如何利用它来判断非线性系统的稳定性，这对理解非线性系统的行为至关重要。 第十章 非线性系统的线性化与反馈线性化 本章将介绍处理非线性系统控制问题的两种重要方法：线性化和反馈线性化。我们将详细讲解如何在非线性系统的平衡点附近进行线性化，从而将非线性系统近似为一个线性系统，以便利用线性控制理论进行分析和设计。在此基础上，本章将深入介绍反馈线性化技术，它能够通过坐标变换和状态反馈，将一个部分或完全非线性系统转化为等价的线性系统，从而允许设计一个简单的线性控制器来实现非线性的目标。我们将分析反馈线性化的条件和局限性。 第十一章 PID控制及其改进 尽管本书侧重于现代控制理论，但PID（比例-积分-微分）控制器因其简单性、有效性和广泛应用，仍是不可或缺的控制策略。本章将系统回顾PID控制器的基本原理，包括比例、积分和微分作用对系统响应的影响。我们将详细介绍PID控制器的整定方法，例如Ziegler-Nichols方法。在此基础上，本章还将介绍PID控制器的各种改进算法，如抗积分饱和、抗微分先行、模糊PID、自适应PID等，旨在提高PID控制器在复杂或时变系统中的性能和鲁棒性。 第十二章 控制工程应用实例 本章将通过多个具体的工程应用案例，将前述的理论知识转化为实际的解决方案。我们将详细分析不同领域中控制系统设计的挑战与机遇，例如： 机器人控制： 介绍机器人运动控制、轨迹跟踪以及力控制等方面的应用，结合状态空间模型和最优控制理论。 航空航天系统： 探讨飞行器姿态控制、导航制导以及轨道控制等问题，重点分析稳定性、鲁棒性和最优性要求。 工业过程控制： 以化工、电力等行业为例，展示如何应用现代控制技术实现对复杂过程的精确控制，提高生产效率和产品质量。 交通系统控制： 分析智能交通信号控制、车辆自适应巡航控制等问题，强调实时性、安全性和效率。 生物医学工程： 介绍人工胰腺、药物输送系统等领域的控制设计，以及在保障患者安全和治疗效果方面的重要性。 通过这些实例，读者将能够更直观地理解现代控制理论的强大能力，并学习如何将理论知识应用于解决实际工程问题。 总而言之，《现代控制理论与应用》将为读者提供一个全面而深入的现代控制理论学习路径，从基础理论到前沿技术，再到实际工程应用，帮助读者掌握驾驭复杂动态系统的关键能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计实在是太朴素了，封面设计上那种略显老旧的字体和单调的色彩搭配，让人一眼看去就觉得这是一本严格意义上的教科书，缺少了现代技术书籍应有的那种视觉冲击力。不过话说回来，这种“复古”的风格倒也符合某些专业领域对严谨性的要求，至少它没有用花里胡哨的图片来分散读者的注意力。内页的排版清晰度尚可，纸张的质量摸上去比较光滑，但油墨的均匀度似乎还有提升空间，在某些大面积的黑色背景下，能隐约看到一些不均匀的色块。至于内容的组织结构，它似乎是按照传统的工程学科逻辑来构建的，章节之间的衔接显得有些生硬，更像是知识点的堆砌，而不是一个流畅的知识体系引导。阅读过程中，我时常需要翻回前面的章节去核对一些基础概念，这在一定程度上打断了深入理解的连贯性。总体来说，这本书在视觉传达和阅读体验上，更偏向于一份严谨但略显枯燥的参考资料，而非一本能激发学习热情的导读手册。对于初学者来说，可能需要花费更多精力来适应这种略显刻板的呈现方式。

评分☆☆☆☆☆

我花了相当长的时间来消化这本书中涉及的数学基础部分，不得不说，作者在理论推导的深度上是下足了功夫的，每一个定理和公式的引用都显得有据可循，这对于那些希望追溯原理的读者来说无疑是极大的福音。然而，这种过度的理论侧重，也使得本书的工程实践应用部分显得有些单薄和抽象。书中讲解的算法框架宏大而精妙，但当我们尝试将其与具体的工业场景或实际案例进行对应时，总感觉隔了一层纱，缺乏那种“落地”的实在感。例如，对于某一特定控制器的参数整定过程，书中往往只给出了一个标准化的流程图或理论上的最优解，而对于在实际系统中，由于传感器噪声、执行器非线性和时滞等复杂因素导致的性能衰减和鲁棒性挑战，讨论得不够深入，更没有提供足够多的“踩坑”经验和调试技巧。这种“完美世界”下的理论阐述，虽然在学术上无可指摘，但在培养一个能够解决实际工程问题的工程师方面，略显不足。希望未来的版本能增加更多真实世界中复杂系统的建模和辨识案例，让理论与实践的结合更加紧密。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格可以说是非常“学术化”的典范，几乎没有使用任何带有口语化色彩的表达，句子结构复杂且多用长定语和从句，这无疑对读者的英文基础（如果阅读的是英文原版或其直译）和中文语感提出了很高的要求。我有时需要逐字逐句地分析某个长句的真正含义，尤其是涉及到复杂系统描述或控制律推导的段落，理解的效率被大打折扣。此外，全书的术语使用高度一致且专业，这在保持精确性的同时，也造成了一定的阅读门槛。虽然我对其中很多术语并不陌生，但当它们以一种非常紧凑的方式组合在一起时，仍然需要集中全部注意力去解码信息。书中对某些前沿概念的引入，显得有些仓促，似乎是为了跟上领域发展的步伐而强行加入的，缺乏足够的篇幅去深入剖析其背后的逻辑或与其他成熟理论的区别。可以说，这本书更像是为已经具备深厚专业背景的研究人员准备的，而非面向那些希望通过自学来入门该领域的新手。

评分☆☆☆☆☆

关于书中对不同控制流派的介绍，我注意到了一种比较明显的倾向性。例如，在描述经典控制理论时，篇幅详实，推导细致，充分展现了其稳定性和可靠性；但当涉及到一些近年来兴起的、更偏向于计算智能或数据驱动的方法时，笔墨明显减少，介绍也相对停留在概念层面，缺乏关键算法的详细解析和对比分析。这种分配上的不平衡，使得整本书的知识结构显得有些“头重脚轻”。例如，在讨论非线性控制时，虽然提到了诸如滑模控制等经典方法，但对于当前热门的强化学习在复杂系统优化中的应用，介绍得非常初步，几乎没有涉及到具体的网络结构设计或奖励函数的构建策略。对于希望了解当前控制领域最新发展趋势的读者来说，这本书提供的视角可能会显得有些滞后或保守。它更像是一部扎实的“中流砥柱”的教材，而非能引领读者站在技术前沿的瞭望塔。

评分☆☆☆☆☆

这本书在辅助学习资源的提供方面，做得稍显不足。在每一章的末尾，通常只有几个参考文献的列表，这些参考文献大多是较早期的、具有里程碑意义的经典文献，这有助于建立历史脉络，但对于需要即时在线资源进行验证或扩展学习的现代读者而言，帮助有限。我期待能看到更多的配套练习题集，尤其是那些能够引导读者上机仿真和实验的案例。比如，如果能提供一些基于MATLAB/Simulink或Python等主流平台的代码片段或建模框架示例，让读者能够亲手跑通一个控制回路，理解参数变化对系统动态响应的具体影响，那将大大提升学习的互动性和效果。当前的内容，更多依赖于读者自身的经验和外部资源去弥补这种实践操作的缺失。因此，对于一个习惯了“理论+代码+案例”这种全方位学习模式的读者来说，这本书的自我学习支持度偏低，更适合在有经验的教师指导下，作为理论支撑的参考书来使用。