數(shù)字浪潮:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)”叢書--網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)智能控制與濾波
定 價(jià):78 元
叢書名:“數(shù)字浪潮:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)”叢書
- 作者:嚴(yán)懷成、張皓、李郅辰、王孟 著
- 出版時(shí)間:2023/6/1
- ISBN:9787122431011
- 出 版 社:化學(xué)工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP273
- 頁碼:182
- 紙張:
- 版次:01
- 開本:小16開
本書系統(tǒng)地介紹了網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)智能控制與濾波理論的最新成果和研究進(jìn)展。內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的概念、基本問題、國內(nèi)外研究進(jìn)展以及典型智能化控制與濾波算法;基于事件觸發(fā)機(jī)制下的時(shí)變時(shí)延網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)H∞控制、L2量化控制、H∞濾波、模糊控制、量化H∞控制問題的理論成果;多丟包時(shí)延網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)H∞量化控制;最后介紹了分布式時(shí)延非線性網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)H∞濾波及故障診斷問題。全書通過大量實(shí)例驗(yàn)證理論方法的有效性和優(yōu)越性。
本書主要面向網(wǎng)絡(luò)化控制、智能控制、多智能體系統(tǒng)、無人系統(tǒng)等領(lǐng)域的學(xué)者以及博士、碩士研究生等人員,也可供電力、航空、冶金等行業(yè)的控制工程師閱讀。
工業(yè)4.0和中國制造2025等戰(zhàn)略舉措,對生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生了重大深遠(yuǎn)的影響,其指導(dǎo)思想旨在通過信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)的深度融合,實(shí)現(xiàn)制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型和跨越式發(fā)展。近年來,在計(jì)算機(jī)科學(xué)、嵌入式系統(tǒng)、通信技術(shù)迅猛發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下,網(wǎng)絡(luò)通信和控制系統(tǒng)的交叉融合獲得了前所未有的發(fā)展契機(jī)。當(dāng)前,以網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)為核心的相關(guān)技術(shù)作為我國信息化和工業(yè)快速發(fā)展的助推器,隨著制造業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)融合的迅速發(fā)展,正在成為支撐和引領(lǐng)全球新一輪產(chǎn)業(yè)變革的技術(shù)核心體系。
網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)是通過實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)在傳感器、控制器和執(zhí)行器等系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)間傳輸信息,從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同操作和資源共享的一種完全分布式的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)控制方式,網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)具有可靠性高、易于維護(hù)和擴(kuò)展、易于實(shí)現(xiàn)信息交互以及遠(yuǎn)程控制等優(yōu)勢,使控制系統(tǒng)呈現(xiàn)出節(jié)點(diǎn)智能化、結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化、功能分散化的特點(diǎn)。然而,網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)對控制理論和技術(shù)提出了更高的要求,傳統(tǒng)理論與方法無法滿足網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、低耗運(yùn)行的重大需求,迫切需要發(fā)展面向網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的新理論與新方法。
本書主要內(nèi)容來源于筆者二十年來關(guān)于網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)智能控制與濾波等關(guān)鍵技術(shù)和重要問題的系統(tǒng)性研究成果。第1章介紹了網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的概念、基本問題、國內(nèi)外研究進(jìn)展情況,同時(shí)闡述了智能化控制與濾波算法的基本工作原理;第2~6章面向帶寬受限網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境,以節(jié)省通信資源和保證控制性能為前提,詳細(xì)介紹了事件觸發(fā)機(jī)制下的時(shí)變時(shí)延網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)H控制、L2量化控制、H濾波、模糊控制、量化H控制問題的研究成果,進(jìn)一步探究了實(shí)際工業(yè)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)性質(zhì);第7章重點(diǎn)介紹了多丟包時(shí)延網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)H量化控制問題;第8、9章分別介紹了分布式時(shí)延非線性網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)H濾波及故障診斷問題。全書通過實(shí)例驗(yàn)證了理論方法的有效性和優(yōu)越性。
本書主要面向從事網(wǎng)絡(luò)化控制、智能控制、多智能體系統(tǒng)、無人系統(tǒng)等方向研究的學(xué)者博士、碩士研究生等人員,以及從事電力、航空、冶金等行業(yè)的控制工程師。
本書得到了國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金(61922063)、面上基金(62073143,62173146)、青年基金(62003139)、上海優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人(19XD1421000)、上海港澳臺(tái)國際科技合作項(xiàng)目(19510760200)、上海自然科學(xué)基金(22ZR1416200,20ZR1415200)、上海市科研創(chuàng)新重大項(xiàng)目(2021-01-07-00-02-E00107)等項(xiàng)目的資助。本書出版之時(shí),筆者要特別感謝國家自然科學(xué)基金委和上海市科委、等長期以來的資助,同時(shí)也要感謝國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的同行們,正是與他們的有益交流,使筆者對網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的理解不斷深入,并獲得啟發(fā)。同時(shí)要特別感謝筆者所在團(tuán)隊(duì)的老師和研究生團(tuán)隊(duì)成員的大力支持和幫助。
由于筆者水平有限,書中疏漏之處在所難免,懇求廣大讀者批評指正。
著者
第1章 概述 001
1.1 網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)概念 002
1.1.1 網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)簡介 002
1.1.2 網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)背景意義 004
1.2 網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)基本問題 006
1.2.1 網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延 007
1.2.2 數(shù)據(jù)包丟失 007
1.2.3 信號量化 008
1.2.4 單包傳輸和多包傳輸 008
1.2.5 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)觸發(fā)策略 009
1.2.6 傳感器飽和與故障 010
1.3 智能控制與濾波方法 010
1.3.1 模糊控制 011
1.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 011
1.3.3 自適應(yīng)控制 012
1.3.4 模型預(yù)測控制 012
1.3.5 魯棒H∞控制 013
1.4 網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)研究發(fā)展概述 013
1.4.1 時(shí)延網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)研究進(jìn)展 013
1.4.2 丟包網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)研究進(jìn)展 017
1.4.3 量化網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)研究進(jìn)展 019
1.4.4 事件觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)研究進(jìn)展 022
1.4.5 傳感器飽和與故障網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)研究進(jìn)展 025
1.4.6 綜合問題的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)研究進(jìn)展 029
第2章 事件觸發(fā)時(shí)變時(shí)延網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)H∞控制 035
2.1 問題描述 036
2.2 穩(wěn)定性及H∞性能分析 041
2.3 H∞控制器設(shè)計(jì) 043
2.4 仿真實(shí)例 045
第3章 事件觸發(fā)時(shí)變時(shí)延網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)L2量化控制 049
3.1 問題描述 050
3.2 L2穩(wěn)定性分析 056
3.3 L2量化控制器設(shè)計(jì) 058
3.4 仿真實(shí)例 062
第4章 事件觸發(fā)時(shí)變時(shí)延網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)H∞濾波 065
4.1 問題描述 066
4.2 穩(wěn)定性及H∞性能分析 070
4.3 H∞濾波器設(shè)計(jì) 074
4.4 仿真實(shí)例 076
第5章 事件觸發(fā)時(shí)延網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)模糊控制 081
5.1 問題描述 082
5.2 穩(wěn)定性及H∞性能分析 087
5.3 H∞控制器設(shè)計(jì) 091
5.4 仿真實(shí)例 093
第6章 事件觸發(fā)時(shí)延網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)量化H∞控制 099
6.1 問題描述 100
6.2 穩(wěn)定性及H∞性能分析 106
6.3 H∞控制器設(shè)計(jì) 109
6.4 仿真實(shí)例 113
第7章 多丟包時(shí)延網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)量化H∞控制 119
7.1 問題描述 120
7.2 穩(wěn)定性及H∞性能分析 125
7.3 H∞控制器設(shè)計(jì) 128
7.4 仿真實(shí)例 130
第8章 分布式時(shí)延非線性網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)H∞濾波 135
8.1 問題描述 136
8.2 穩(wěn)定性及H∞性能分析 139
8.3 H∞濾波器設(shè)計(jì) 144
8.4 仿真實(shí)例 147
第9章 分布式時(shí)延非線性網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)H∞故障診斷 151
9.1 問題描述 152
9.2 穩(wěn)定性及H∞性能分析 155
9.3 H∞故障診斷濾波器設(shè)計(jì) 160
9.4 應(yīng)用實(shí)例 163
9.4.1 仿真實(shí)例1 163
9.4.2 仿真實(shí)例2 165
參考文獻(xiàn) 174