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王耀南 等 著

圖書標籤:

• 智能控製
• 自適應控製
• 優化控製
• 機器人控製
• 非綫性控製
• 現代控製理論
• 控製係統
• 人工智能
• 係統建模
• 算法設計

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111229223

版次：1

商品编码：10299622

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育电气工程与自动化类"十一五"规划教材

开本：16开

出版时间：2008-02-01

用纸：胶版纸

页数：241

正文语种：中文

內容簡介

《智能控製理論及應用》麵嚮智能控製技術的發展前沿，基於近年來國內外智能控製技術的研究成果，係統地介紹瞭智能控製技術的基礎概念、理論及實現的方法與技術。全書共分10章，內容包括模糊控製的數學基礎和模糊控製器的設計方法、神經網絡的基本理論和其在控製中的應用、模糊邏輯和神經網絡的結閤、專傢控製技術、遺傳算法優化控製、智能控製的應用實例以及智能控製的MATLAB仿真工具等。
《智能控製理論及應用》綜閤瞭作者近年來的教學心得與科研成果，取材薪穎、內容豐富，注重理論與實踐相結閤，論述深入淺齣，力求使讀者能夠較快掌握和應用智能控製技術。《智能控製理論及應用》可作為高等院校相關專業高年級本科生和研究生的教材和參考書，也可供有關工程技術人員和科學研究工作者參考。

作者簡介

王耀南，男，1957年11月生，博士，湖南大學電氣與信息工程學院教授、博士生導師，國傢“百韆萬人纔工程”一、二層次入選者，德國洪堡傑齣青年基金獲得者，湖南省科技領軍人物，全國高等學校優秀骨乾教師。主要研究方嚮為：智能控製理論與應用、模式識彆與智能信息處理、智能機器人、電氣控製工程、復雜工業綜閤自動化。獲得國傢科技進步二等奬2項、省部級科技發明技術進步及技術發明奬一、二等奬10項，主持完成瞭國傢級和部省級重大攻關項目等20多項。在國內外發錶學術論文300多篇。齣版瞭《智能控製係統》、《智能信息處理技術》、《計算機圖像處理與識彆技術》、《機器人智能控製工程》等專著和教材。

目錄

序
前言
第1章 緒論
1.1 智能控製的産生和發展
1.2 智能控製的定義和特點
1.3 智能控製的幾種主要形式
1.4 智能控製係統研究方嚮和趨勢
1.5 小結
第2章 模糊控製的數學基礎
2.1 概述
2.2 模糊集閤
2.3 λ水平截集
2.4 模糊關係
2.5 語言規則中蘊涵的模糊關係
2.6 模糊推理
2.7 小結
第3章 模糊控製器的設計方法
3.1 模糊控製器的工作原理
3.2 模糊控製器的結構和設計
3.3 模糊控製的優缺點及改進方法
3.4 小結
第4章 神經網絡的基本理論
4.1 人工神經元模型
4.2 神經網絡的定義和特點
4.3 感知器模型
4.4 多層前嚮BP神經網絡
4.5 自組織神經網絡
4.7 小腦神經網絡
4.8 小結
第5章 神經網絡在控製中的應用
5.1 神經網絡係統辨識
5.2 神經網絡控製
5.3 小結
第6章 模糊神經網絡
6.1 模糊控製與神經網絡的結閤
6.2 模糊神經網絡模型
6.3 小結
第7章 專傢控製技術
7.1 專傢係統概述
7.2 專傢係統的知識錶示方法
7.3 專傢係統的自動推理機製
7.4 專傢係統控製係統
7.5 小結
第8章 遺傳算法
8.1 遺傳算法基本原理
8.2 基於遺傳算法的參數辨識
8.3 基於遺傳算法的控製參數優化
8.4 基於遺傳算法的神經網絡學習方法
8.5 小結
第9章 智能控製的應用實例
9.1 智能控製在電氣傳動中的應用
9.2 智能控製在過程控製中的應用
9.3 智能控製在電力係統中的應用
9.4 智能控製在機器人控製中的應用
9.5 小結
第10章 MATLAB中智能控製工具箱
10.1 MATLAB簡介
10.2 MATLAB模糊邏輯工具箱
10.3 MATLAB神經網絡工具箱
10.4 MATLAB智能控製工具箱函數
10.5 小結
參考文獻

前言/序言

現代控製理論基礎及其工程實踐 引言 本書旨在為讀者構建一個紮實的現代控製理論知識體係，並深入探討其在各類工程領域中的實際應用。控製工程作為一門核心的工程學科，其重要性貫穿於現代工業、航空航天、機器人、自動化等諸多前沿科技之中。從簡單的傢電調控到復雜的航天器姿態穩定，從精密製造到智慧城市的運行，無不體現著控製理論的精髓。本書將引導讀者穿越抽象的數學模型，抵達工程實踐的殿堂，理解並掌握如何設計、分析和實現有效的控製係統。 第一章：係統建模與分析 理解一個係統，是進行有效控製的前提。本章將聚焦於如何將現實世界的物理係統抽象為數學模型，這是控製工程的基石。我們將從最基礎的綫性時不變（LTI）係統入手，介紹描述係統行為的傳遞函數和狀態空間錶示法。 傳遞函數法： 講解如何利用拉普拉斯變換將微分方程轉化為代數方程，從而獲得描述係統輸入輸齣關係的傳遞函數。重點闡述傳遞函數在頻率域分析中的作用，如理解係統的增益和相位特性。 狀態空間法： 介紹狀態空間錶示，這是一種更通用的係統描述方法，尤其適用於多輸入多輸齣（MIMO）係統和非綫性係統。我們將深入理解狀態嚮量的意義，以及係統矩陣、輸入矩陣、輸齣矩陣和直接傳遞矩陣的構成。 時域分析： 學習分析係統的瞬態響應和穩態響應。掌握單位階躍響應、單位脈衝響應等典型輸入下的係統行為，並理解超調量、上升時間、峰值時間和穩態誤差等關鍵性能指標。 頻域分析： 探索係統在不同頻率輸入下的響應特性。介紹奈奎斯特圖、波特圖和根軌跡圖等重要的圖形分析工具，它們能夠直觀地揭示係統的穩定性、響應速度和魯棒性。 穩定性分析： 深入研究係統的穩定性判據，包括代數判據（如勞斯判據）和頻率判據（如奈奎斯特穩定性判據）。理解穩定係統的定義及其在工程中的重要性。 第二章：經典控製器的設計 在理解係統模型之後，本章將轉嚮如何設計控製器來改變或改善係統的性能。我們將從最經典、最常用的PID（比例-積分-微分）控製器開始，逐步深入。 PID控製器原理： 詳細講解比例（P）、積分（I）和微分（D）三個分量的作用機理。P控製器的作用是根據當前誤差進行修正，I控製器用於消除穩態誤差，D控製器則能夠預測誤差的變化趨勢，抑製超調。 PID參數整定： 介紹多種實用的PID參數整定方法，包括經驗整定法（如試湊法、Ziegler-Nichols方法）和模型基的整定方法。強調在實際工程中，根據具體應用場景選擇閤適的整定策略。 其他經典控製器： 簡要介紹超前、滯後和超前-滯後補償器的設計原理，以及它們在改善係統幅頻和相頻特性的作用。 第三章：現代控製理論：狀態空間方法 本章將引入更強大的現代控製理論工具——狀態空間方法。這種方法在處理復雜係統、多變量係統以及非綫性係統方麵具有顯著優勢。 能控性和能觀性： 引入能控性和能觀性的概念。能控性決定瞭是否可以通過控製輸入使係統狀態達到任意目標，能觀性則決定瞭是否能夠通過測量輸齣來估計係統狀態。這兩個概念是設計狀態反饋控製器和狀態觀測器的關鍵。 狀態反饋控製： 講解如何設計狀態反饋控製器，將係統的極點配置到期望的位置，從而實現期望的性能指標，如快速響應、無超調等。 狀態觀測器設計： 當係統狀態無法直接測量時，需要設計狀態觀測器來估計係統狀態。本章將介紹Luenberger觀測器等經典觀測器設計方法。 綫性二次調節器（LQR）： 介紹LQR最優控製理論，它能夠在滿足性能要求的同時，使一個二次型性能指標最小化。LQR在機器人控製、飛行器姿態控製等領域有著廣泛應用。 卡爾曼濾波： 介紹卡爾曼濾波，它是一種最優綫性估計器，能夠在存在噪聲的情況下，提供對係統狀態的最佳估計。卡爾曼濾波在導航、目標跟蹤等領域至關重要。 第四章：非綫性控製係統 現實世界中的許多係統並非完全綫性，非綫性控製是現代控製理論的重要分支。本章將探討處理非綫性係統的一些基本方法。 非綫性係統的特點： 分析非綫性係統與綫性係統的區彆，例如多模態行為、奇點、飽和效應等。 綫性化方法： 介紹在工作點附近對非綫性係統進行綫性化，從而利用綫性控製方法進行分析和設計。 李雅普諾夫穩定性理論： 深入理解李雅普諾夫穩定性理論，這是判斷非綫性係統穩定性的強大工具，無需顯式求解微分方程。 滑模控製： 介紹滑模控製的基本原理，它通過引入一個滑模函數來迫使係統狀態沿預設的滑模麵運動，從而實現對非綫性係統的高度魯棒性控製。 反饋綫性化： 介紹如何通過坐標變換和反饋來將非綫性係統轉化為等價的綫性係統，從而可以應用綫性控製技術。 第五章：數字控製係統 隨著計算機技術的發展，數字控製器已成為現代控製係統的主流。本章將探討數字控製係統的設計與實現。 采樣與保持： 講解連續係統如何通過采樣器離散化，以及保持器如何將離散信號恢復為連續信號。 離散時間係統模型： 介紹離散時間係統的傳遞函數和狀態空間錶示，以及z變換在離散時間係統分析中的作用。 數字控製器設計： 討論在離散時間域內進行控製器設計的方法，例如脈衝響應不變法、雙綫性變換法等。 數字PID控製器： 介紹數字PID控製器的實現形式，以及在數字域中進行參數整定。 數字控製係統的穩定性： 分析離散時間係統的穩定性判據，如硃裏判據。 第六章：魯棒控製與自適應控製 實際工程係統中，模型不確定性和外部乾擾是普遍存在的。魯棒控製和自適應控製旨在提高控製係統在這些不確定性下的性能。 魯棒控製基礎： 引入不確定性模型，並討論如何設計控製器以保證係統在模型參數變化或外部乾擾存在時仍能保持穩定和良好的性能。 H無窮（H∞）控製： 介紹H∞控製理論，它旨在最小化係統對乾擾的敏感度，從而獲得良好的魯棒性。 自適應控製原理： 探討自適應控製的思想，即控製器參數能夠根據係統性能的變化而實時調整。 模型參考自適應係統（MRAS）： 介紹一種常見的自適應控製結構。 自調整控製器： 討論如何設計能夠在綫辨識係統模型並調整控製參數的控製器。 第七章：係統辨識 在許多情況下，我們無法獲得精確的係統模型，這時就需要通過實驗數據來辨識係統模型。 係統辨識的基本概念： 講解辨識的目標、數據收集、模型結構選擇等。 參數估計方法： 介紹最小二乘法、遞推最小二乘法等常用的參數估計算法。 模型驗證： 討論如何評估辨識模型的質量，例如使用殘差分析、預測誤差等方法。 第八章：控製係統的工程應用實例 本章將結閤實際工程案例，展示前麵章節所學理論的實際應用。 機器人控製： 討論機器人關節的伺服控製、軌跡跟蹤控製等。 飛行器控製： 介紹飛行器的姿態穩定、導航與製導係統。 過程控製： 以化工、電力等領域的溫度、壓力、流量等控製為例。 汽車控製： 討論發動機控製、製動防抱死係統（ABS）、電子穩定程序（ESP）等。 其他領域： 簡要提及在生物醫學、環境監測等領域的控製應用。 結論 本書通過由淺入深、理論與實踐相結閤的方式，係統地介紹瞭現代控製理論的核心概念和關鍵技術。我們不僅關注數學模型的嚴謹性，更強調其在解決實際工程問題中的有效性。掌握本書內容，讀者將能夠獨立地分析和設計各種控製係統，為實現自動化、智能化和高效化的工程目標奠定堅實的基礎。控製理論是一個不斷發展的領域，未來的研究將更加注重智能化、網絡化和分布式控製，本書將為讀者進入更廣闊的領域提供堅實的起點。

评分☆☆☆☆☆

我原本是抱著學習一些簡單控製技巧的心態來翻閱這本書的，但沒想到它所涵蓋的內容遠比我想象的要深刻和廣泛。這本書給我最大的感受是，智能控製並非空中樓閣，而是與許多工程領域的實際問題息息相關。我特彆關注瞭書中關於自適應控製和魯棒控製的部分。自適應控製章節中，作者詳細解釋瞭在係統參數發生變化時，如何設計控製器來保持係統的穩定性和性能，這對於一些動態變化很大的工業過程來說至關重要。而魯棒控製的部分，則讓我看到瞭如何設計齣在麵對不確定性和乾擾時仍然能夠穩定工作的係統，這對於航空航天、電力係統等高安全性要求的領域意義重大。雖然我還沒有完全消化其中的數學推導，但作者通過圖示和文字相結閤的方式，盡可能地將抽象的概念具象化，這對我理解其中的邏輯非常有幫助。我個人覺得，如果能增加更多關於不同控製策略在特定工業場景下的對比分析，或者提供一些代碼實現示例，這本書的實踐指導意義會更強。

评分☆☆☆☆☆

這本書的內容非常豐富，幾乎涵蓋瞭智能控製的各個方麵，從理論基礎到實際應用，都進行瞭深入的探討。我特彆關注瞭書中關於模糊邏輯、神經網絡和遺傳算法等智能控製技術在不同領域的應用。比如，在模糊邏輯部分，作者詳細介紹瞭如何設計模糊控製器，並舉例說明瞭其在洗衣機、空調等傢電中的應用。而在神經網絡部分，則重點講解瞭如何利用神經網絡進行模式識彆和預測，並將其應用於機器人控製和自動駕駛等領域。此外，書中還介紹瞭遺傳算法在優化問題中的應用，例如在生産調度和路徑規劃等方麵。我個人認為，這本書的最大的優點在於其內容的全麵性和前瞻性，它不僅介紹瞭成熟的智能控製技術，還對未來發展趨勢進行瞭展望。雖然書中涉及的數學公式和算法較為復雜，但作者通過大量的圖示和案例分析，使得讀者能夠更好地理解和掌握相關的知識。我希望未來能有更多的資源能夠幫助我們去實踐這些技術，將書本上的理論知識轉化為實際的生産力。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的第一印象，簡約而富有科技感。我一直對“智能控製”這個概念充滿好奇，但總覺得它離我有些遙遠，像是高不可攀的學術象牙塔。然而，當我翻開這本書時，我發現它並沒有用晦澀難懂的術語堆砌，而是用一種比較易於理解的方式，逐步引導讀者進入智能控製的世界。雖然我還沒有深入閱讀完每一個章節，但從前幾部分的介紹來看，作者在內容的組織上花瞭很大的心思。他並沒有急於拋齣復雜的算法，而是先從一些基礎的控製理論概念講起，例如PID控製，然後在此基礎上引齣現代控製理論的發展，再慢慢過渡到智能控製的範疇。我尤其喜歡作者在講解過程中穿插的很多生活中的例子，比如自動駕駛汽車、智能傢居係統等，這些例子讓我能夠直觀地感受到智能控製在現實生活中的應用，也激起瞭我進一步探索的興趣。我最期待的是書中關於機器學習在控製領域的應用部分的介紹，因為這正是我一直想要瞭解的。這本書的整體氛圍讓我覺得，即使是沒有深厚背景的讀者，也有可能通過它來建立起對智能控製的初步認知。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我選擇這本書主要是被它的“應用”二字所吸引，我一直對如何將先進的理論轉化為實際生産力有著濃厚的興趣。這本書在這一點上做得相當齣色。書中大量的篇幅都用來介紹智能控製在各個行業的成功案例，從工業自動化到生物醫學工程，幾乎無所不包。我尤其對其中關於智能電網和交通信號燈優化控製的章節印象深刻。作者詳細剖析瞭這些應用場景所麵臨的挑戰，以及如何利用智能控製技術來解決這些問題，這讓我看到瞭理論的巨大價值。在閱讀過程中，我發現作者不僅僅是羅列案例，而是深入分析瞭每個案例中使用的具體技術和方法，並討論瞭其優缺點。這對於我理解智能控製的落地過程非常有啓發。雖然我並非專業研究者，但這本書的實踐導嚮讓我覺得，即便是來自不同領域的工程師，也能從中找到與自己工作相關的啓發。我希望未來能看到更多關於新興技術（如物聯網與智能控製的結閤）的應用案例。

评分☆☆☆☆☆

這本書的內容實在是太龐雜瞭，以至於我花瞭好幾個晚上纔能勉強看完一部分。我之前以為智能控製隻是一些高級的算法，但這本書讓我看到瞭它背後龐大的理論體係和豐富的應用場景。作者的敘述風格相當嚴謹，每一處定理的推導都非常詳盡，公式也寫得清晰明瞭。我尤其欣賞的是書中關於模糊邏輯控製和神經網絡控製的章節，它們之間的聯係和區彆被闡述得非常到位。我曾經嘗試過閱讀一些關於模糊邏輯的資料，但總覺得缺乏係統性，而這本書恰好彌補瞭我的這一缺憾。它不僅介紹瞭模糊邏輯的原理，還詳細講解瞭如何將模糊邏輯應用於實際的控製係統中，並提供瞭大量的案例分析。同樣，關於神經網絡控製的部分，作者也從最基礎的感知機講起，逐步深入到更復雜的深度學習模型在控製領域的應用。我印象最深刻的是其中關於強化學習應用於機器人路徑規劃的案例，讓我對智能體如何通過學習來優化決策有瞭更深的理解。這本書無疑是一本非常紮實的學術著作，對於想要深入研究智能控製理論的讀者來說，絕對是不可多得的寶藏。

评分☆☆☆☆☆

《智能控制理论及应用》综合了作者近年来的教学心得与科研成果，取材薪颖、内容丰富，注重理论与实践相结合，论述深入浅出，力求使读者能够较快掌握和应用智能控制技术。《智能控制理论及应用》可作为高等院校相关专业高年级本科生和研究生的教材和参考书，也可供有关工程技术人员和科学研究工作者参考。

评分☆☆☆☆☆

非常满意非常满意非常满意

评分☆☆☆☆☆

好的书，慢慢看，京东是个不错的买书地! “知识就是力量”，这是英国著名学者培根说的。诚然，知识对于年青一代何等重要。而知识并非生来就有、随意就生的，最主要的获取途径是靠读书。在读书中，有“甘”也有“苦”。 “活到老，学到老”，这句话简洁而极富哲理地概括了人生的意义。虽说读书如逆水行舟，困难重重，苦不堪言；但是，若将它当作一种乐趣，没有负担，像是策马于原野之上，泛舟于西湖之间，尽欢于游戏之中。这样，读书才津津有味、妙不可言。由此，读书带来的“甘甜”自然而然浮出水面，只等着你采撷了。 读书，若只埋首于“书海”中，长此以往，精神得不到适当地调节，“恹倦”的情绪弥满脑际，到终来不知所云，索然无味。这种“苦”是因人造成的，无可厚非。还有一种人思想上存在着问题，认为读书无关紧要，苦得难熬，活受罪。迷途的羔羊总有两种情况：一种是等待死亡；另一种能回头是岸，前程似锦　我的房间里有一整架书籍，每天独自摩挲大小不一的书，轻嗅清清淡淡的油墨香，心中总是充满一股欢欣与愉悦。取出一册，慢慢翻阅，怡然自得。 　　古人读书有三味之说，即“读经味如稻梁，读史味如佳肴，诸子百家，味如醯醢”。我无法感悟得如此精深，但也痴书切切，非同寻常。 　　记得小时侯，一次，我从朋友那儿偶然借得伊索寓言，如获至宝，爱不释手。读书心切，回家后立即关上房门。灯光融融，我倚窗而坐。屋内，灯光昏暗，室外，灯火辉煌，街市嘈杂；我却在书中神游，全然忘我。转眼已月光朦胧，万籁俱寂，不由得染上了一丝睡意。再读两篇才罢！我挺直腰板，目光炯炯有神，神游伊索天国。 　　迷迷糊糊地，我隐约听到轻柔的叫喊声，我揉了揉惺忪的睡眼，看不真切，定神一听，是妈妈的呼唤，我不知在写字台上趴了多久。妈妈冲着我笑道：“什么时候变得这么用功了？”我的脸火辣辣的，慌忙合书上床，倒头便睡。 　　从此，读书就是我永远的乐事。外面的世界确实五彩缤纷，青山啊，绿水啊，小鸟啊，小猫啊，什么也没有激发起我情趣，但送走白日时光的我，情由独钟——在幽静的房间里伴一盏灯，手执一卷，神游其中，任思绪如骏马奔腾，肆意驰骋，饱揽异域风情，目睹历史兴衰荣辱。与住人公同悲同喜，与英雄人物共沉共浮，骂可笑可鄙之辈，哭可怜可敬之士。体验感受主人公艰难的生命旅程，品尝咀嚼先哲们睿智和超凡的见解，让理性之光粲然于脑海，照亮我充满荆棘与坎坷之途。在书海中，静静地揣摩人生的快乐，深深地感知命运的多舛，默默地慨叹人世的沧桑。而心底引发阵阵的感动，一股抑制不住的激动和灵感奔涌。于是乎，笔尖不由得颤动起来，急于想写什么，想说什么…… 　　闲暇之余，读书之外，仍想读书寄情于此，欣然自愉。

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打开书本[SM]，[ZZ]装帧精美，纸张很干净，文字排版看起来非常舒服非常的惊喜，让人看得欲罢不能，每每捧起这本书的时候 似乎能够感觉到作者毫无保留的把作品呈现在我面前。 [BJTJ]作业深入浅出的写作手法能让本人犹如身临其境一般，好似一杯美式咖啡，看似快餐，其实值得回味 无论男女老少，第一印象最重要。”[NRJJ]从你留给别人的第一印象中，就可以让别人看出你是什么样的人。[SZ]所以多读书可以让人感觉你知书答礼，颇有风度。 多读书，可以让你多增加一些课外知识。培根先生说过：“知识就是力量。”不错，多读书，增长了课外知识，可以让你感到浑身充满了一股力量。这种力量可以激励着你不断地前进，不断地成长。从书中，你往往可以发现自己身上的不足之处，使你不断地改正错误，摆正自己前进的方向。所以，书也是我们的良师益友。 多读书，可以让你变聪明，变得有智慧去战胜对手。书让你变得更聪明，你就可以勇敢地面对困难。让你用自己的方法来解决这个问题。这样，你又向你自己的人生道路上迈出了一步。 多读书，也能使你的心情便得快乐。读书也是一种休闲，一种娱乐的方式。读书可以调节身体的血管流动，使你身心健康。[QY]所以在书的海洋里遨游也是一种无限快乐的事情。用读书来为自己放松心情也是一种十分明智的。 读书能陶冶人的情操，给人知识和智慧。所以，我们应该多读书，为我们以后的人生道路打下好的、扎实的基础！读书养性，读书可以陶冶自己的性情，使自己温文尔雅，具有书卷气；读书破万卷，下笔如有神，多读书可以提高写作能力，写文章就才思敏捷；旧书不厌百回读，熟读深思子自知，读书可以提高理解能力，只要熟读深思，你就可以知道其中的道理了；读书可以使自己的知识得到积累，君子学以聚之。总之，爱好读书是好事。让我们都来读书吧。 其实读书有很多好处,就等有心人去慢慢发现. 最大的好处是可以让你有属于自己的本领靠自己生存。 最后在好评一下京东客服服务态度好，送货相当快,包装仔细！这个也值得赞美下 希望京东这样保持下去，越做越好

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