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多变量反馈控制系统分析与设计(第2版)

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简介:
《多变量反馈控制系统分析与设计(第2版)》全面系统地介绍了多变量系统的分析方法和控制策略,深入探讨了现代控制理论中的关键概念和技术。本书不仅更新了第一版的内容,还增加了近年来在该领域内的最新研究成果和发展趋势,适合从事自动控制、机械工程及相关领域的研究人员和技术人员阅读参考。 《多变量反馈控制——分析与设计》(第2版)以严谨且易于理解的方式介绍了鲁棒多变量控制系统的设计与分析方法。本书侧重于实际的反馈控制应用而非一般的系统理论,旨在帮助读者深入理解反馈控制的优势及局限性。 新版对相关内容进行了全面修订和更新: - 特别增加了一章来介绍线性矩阵不等式(LMIs)的应用; - 提供了关于右半平面极点与零点如何影响系统性能的最新研究成果; - 引入自寻优控制系统设计以及被控变量选择的新资料; - 给出了PID控制的一种简易整定规则,基于内模控制器(IMC)原理; - 包含了一些额外内容如不稳定对象处理、反馈放大器应用、低增益裕度分析及如何将积分作用融入LQG(线性二次高斯)控制系统等策略。 书中还提供了大量实例与习题,并频繁使用MATLAB及其新型鲁棒控制工具箱来辅助学习。

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    《多变量反馈控制系统分析与设计(第2版)》全面系统地介绍了多变量系统的分析方法和控制策略,深入探讨了现代控制理论中的关键概念和技术。本书不仅更新了第一版的内容,还增加了近年来在该领域内的最新研究成果和发展趋势,适合从事自动控制、机械工程及相关领域的研究人员和技术人员阅读参考。 《多变量反馈控制——分析与设计》(第2版)以严谨且易于理解的方式介绍了鲁棒多变量控制系统的设计与分析方法。本书侧重于实际的反馈控制应用而非一般的系统理论,旨在帮助读者深入理解反馈控制的优势及局限性。 新版对相关内容进行了全面修订和更新: - 特别增加了一章来介绍线性矩阵不等式(LMIs)的应用; - 提供了关于右半平面极点与零点如何影响系统性能的最新研究成果; - 引入自寻优控制系统设计以及被控变量选择的新资料; - 给出了PID控制的一种简易整定规则,基于内模控制器(IMC)原理; - 包含了一些额外内容如不稳定对象处理、反馈放大器应用、低增益裕度分析及如何将积分作用融入LQG(线性二次高斯)控制系统等策略。 书中还提供了大量实例与习题,并频繁使用MATLAB及其新型鲁棒控制工具箱来辅助学习。
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    《多变量反馈控制:分析与设计》一书深入探讨了多输入多输出系统的反馈控制理论及应用技巧,为工程师和研究人员提供了全面的设计指南。 这是一本非常经典的多变量反馈控制书籍,适合电气工程和控制科学类专业的读者阅读,为第二版。
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    《多重变量反馈控制》是一部专注于工业自动化与控制系统设计的专业书籍。它深入探讨了复杂系统中如何运用先进的数学模型和算法来优化性能、稳定性和响应速度,特别强调了多输入多输出系统的处理技术。本书是工程师及研究人员不可或缺的参考工具。 ### 多变量反馈控制知识点概览 #### 一、引言 《多变量反馈控制》是一本关于控制系统设计与分析的经典教材,作者为Sigurd Skogestad和Ian Postlethwaite。本书主要介绍了多变量系统(MIMO系统)的控制理论及其在工程实践中的应用。 #### 二、经典频域方法 1. **频率响应**:这一章节首先介绍频率响应的基本概念,包括如何通过系统的频率响应来评估其性能。通常使用Bode图或Nyquist图表示。 2. **反馈控制**:重点讨论了反馈控制的概念及其在多变量系统中的应用。 3. **闭环稳定性**:介绍了闭环系统稳定性的判定方法,如奈奎斯特判据和Bode稳定裕度等。 4. **评价闭环性能**:详细说明如何评估闭环系统的性能指标,包括稳态误差、动态响应特性等方面。 5. **控制器设计**:涵盖PID控制器以及极点配置法等多种控制方案的设计方法。 6. **回路整形**:介绍用于改善系统频率响应特性的技术,在多变量系统中尤为重要。 7. **塑形闭环传递函数**:讨论如何通过调整闭环传递函数来优化系统的性能,如提高响应速度、减少超调等。 #### 三、系统可控性与可观测性 1. **状态可控性和可观测性**:介绍线性系统理论中的基本概念,并探讨这些性质在多变量控制系统设计中的重要性。 2. **系统稳定性**:包括内部稳定性和外部稳定性,以及判断和评估其意义的方法。 3. **极点和零点**:讨论传递函数中决定动态特性的关键因素及其对控制性能的影响。 4. **内部稳定性**:通过分析系统的内部结构来确定是否存在不稳定现象的可能。 5. **稳定的控制器设计**:介绍确保整个控制系统稳定运行的设计方法和技术。 6. **频率域稳定性分析**:概述如何利用系统响应特性进行稳定性判断的方法和步骤。 #### 四、系统模型的不确定性与鲁棒控制 1. **多变量系统的转移函数**:解释多个输入输出之间相互作用的重要性,并探讨其特性。 2. **多变量频率响应分析**:讨论对多频正弦信号进行响应特性的评估方法及其在控制系统中的重要性。 3. **控制多变量植物**:介绍如何处理和优化具有多重输入输出影响的被控对象以达到预期性能指标的方法。 4. **鲁棒性分析**:探讨设计控制器时考虑模型不确定性的策略,确保系统不受显著影响地运行。 5. **条件数与RGA**:解释评估系统敏感性和选择控制结构的重要工具——相对增益阵(RGA)和条件数的使用方法。 6. **多变量鲁棒性介绍**:深入探讨如何在存在不确定性的情况下保持系统的性能,包括评估模型不确定性的鲁棒性以及设计具有鲁棒性的控制器的方法。 《多变量反馈控制》这本书全面覆盖了多变量控制系统的设计与分析各个方面,从基础频率响应到复杂鲁棒控制理论。无论是初学者还是高级工程师都能从中受益匪浅。
  • 输出解耦
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    《多变量输出反馈与解耦控制》是一部专注于工业自动化及控制系统优化的专业著作。本书深入探讨了如何通过先进的数学模型和算法实现复杂系统中的多个输入输出之间的独立调控,旨在提高系统的稳定性和响应速度。是工程技术和科研人员不可或缺的参考书。 这段文字讲解通俗易懂,内容易于理解,并且提供了明确的案例和清晰的过程描述,非常实用。
  • 倒立摆的状态
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    本研究探讨了基于状态反馈原理的倒立摆控制系统的设计和优化方法,旨在提高其稳定性和响应性能。通过理论分析与仿真验证,提出了一种有效的控制器设计方案。 针对多输入多输出的倒立摆系统平衡控制问题,利用牛顿-欧拉方法建立了直线型一级倒立摆系统的数学模型。基于此分析,采用状态反馈控制中的极点配置法设计了适用于该类系统的控制器。通过MATLAB仿真以及对实际系统的调试验证,证明了所设计控制器的有效性和合理性。
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    《多元反馈控制系统》是一本探讨现代控制理论与应用技术的专业书籍。书中深入分析了多变量系统的建模、稳定性及优化设计方法,并提供大量实际案例来展示如何利用先进的算法实现复杂环境下的高效控制,适用于自动化工程及相关领域的学者和技术人员参考学习。 《多变量反馈控制》这本书深入探讨了在控制系统设计中如何处理具有多个输入和输出的复杂系统。这些系统广泛存在于现代工业和工程领域,如航空航天、化学过程控制、电力系统等。MATLAB作为一种强大的计算环境,是进行多变量控制系统分析和设计的理想工具。 在MATLAB中,多变量控制涉及以下几个核心概念和技术: 1. **状态空间模型**:多变量系统通常被建模为高阶状态空间模型,其中系统的动态行为通过一组线性微分方程来描述。状态变量捕捉了系统的内部行为,而输入和输出变量则与操作和控制有关。 2. **控制器设计**:包括单变量PID控制器的设计以及更复杂的多变量解耦控制器、Smith预估器和自适应控制器等。这些控制器旨在优化系统性能指标,如稳态误差、动态响应速度、鲁棒性和抗干扰能力。 3. **解耦控制**:一个挑战是处理输入与输出之间的相互影响。解耦控制的目标是设计使得各个输入对每个输出的影响独立的控制器,从而简化控制系统的设计和分析。 4. **H_∞控制**:这是一种确保系统在存在不确定性或干扰时仍能保持良好性能的方法。其目标是最小化传递函数的无穷范数,以限制最大干扰影响在一个可接受水平内。 5. **穆里根(Mu)理论**:用于多变量系统的鲁棒性分析和设计的一种方法论,它提供了一种评估控制器对系统不确定性鲁棒性的手段,并帮助优化这种性能。 6. **矩阵不动点理论**:在理解与设计满足特定稳定性条件的控制器时(如D-解耦或LQG控制),该理论提供了重要支持。 7. **MIMO(多输入多输出)系统分析**:MATLAB中包括的Control System Toolbox和Simulink等工具箱,为模拟、分析及设计这些系统的动态行为提供了一系列手段。 8. **MATLAB代码实现**:书中示例可能包含了相应的MATLAB代码,帮助读者理解理论概念,并通过实际计算与模拟加深对多变量控制的理解。此外,这些代码还提供了进一步研究和开发新策略的基础,在学术研究和工程实践中具有重要价值。 通过学习并实践上述MATLAB代码,读者可以掌握如何将相关理论应用于解决实际问题中遇到的多变量系统控制挑战。
  • 动态
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    《第六版动态系统反馈控制》是一部全面介绍动态系统及反馈控制理论与应用的经典教材,新版增加了最新研究成果和案例分析。 《动态系统反馈控制》,第六版。
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    《动态系统反馈控制》(第六版)是控制工程领域的经典教材,全面介绍了动态系统的建模、分析和设计方法,特别是反馈控制系统的设计原理。新版更新了内容并增加了新案例与习题。 经典控制理论书籍是控制专业的学生必备的工具书,对于学习和参考都非常有帮助。不过我提到这一点是因为我的积分比较低。
  • 时间序列:单方法(2
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    《时间序列分析:单变量与多变量方法(第2版)》全面介绍了时间序列分析的基本理论和应用技巧,涵盖从基础概念到高级模型的技术细节。本书不仅深入探讨了ARIMA、季节性调整等经典技术,还扩展到了向量自回归(VAR)、状态空间模型及高频数据分析等领域,为读者提供了一个多角度理解时间序列数据的框架。无论是学术研究还是实际操作中遇到的问题,该书都能给出有力的支持 时间序列分析:单变量和多变量方法 第2版是一本专注于介绍如何使用统计模型来研究数据点随时间变化的书籍。该书详细探讨了单变量与多变量的时间序列分析技术,为读者提供了深入的理解和实用的应用技巧。
  • 动态8) Frankld, Pearson
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    《动态系统反馈控制》第八版由Frankld编写,Pearson出版。本书深入浅出地介绍了动态系统的理论与实践,特别侧重于反馈控制系统的设计和分析方法。它是学习自动控制技术的经典教材之一。 《Feedback Control of Dynamic Systems》是控制工程领域的一本经典教材,第八版由F. Franklin、J. David Powell和Abbas Emami-Naeini合作撰写,并于2019年由Pearson出版。这本书深入探讨了动态系统的反馈控制理论,为学生和工程师提供了重要的参考资料。 书中详细介绍了拉普拉斯变换在控制系统分析中的应用,这是一种关键工具,在信号处理和控制理论中将时间域函数转换成复频域函数,简化复杂的微分方程以方便系统稳定性和性能的分析。此外,《Feedback Control of Dynamic Systems》还包括一个章节追溯反馈控制的历史发展,从早期机械装置如水轮机调速器到现代数字控制系统的技术进步。 书中全面涵盖了“Feedback Control of Dynamic Systems”主题,包括基本理论、建模方法、稳定性分析及控制器设计等内容,并通过实例和练习题帮助读者理解如何将这些概念应用于实际动态系统中。此外,还讨论了PID控制、根轨迹法、频率响应分析以及状态空间模型等关键技术。 第八版特别强调现代控制系统的发展趋势,例如自适应控制、滑模控制与智能控制等领域的新技术,使控制器能够根据环境变化自我调整参数以提升性能和鲁棒性。 总之,《Feedback Control of Dynamic Systems》不仅提供了基础理论知识还包含了最新的研究进展。无论是初学者还是经验丰富的工程师都能从中受益匪浅,在动态系统反馈控制领域获得更深的理解及应用技能。