理论与实践紧密结合:通过深探讨基于控制理论的动态系统建模与分析的实用编程方法,将复杂的控制理论知识与实际编程操作紧密相连,大大增强了理论知识的实用性和可操作性。 覆盖领域广泛深:涵盖了姿态动力学、姿态运动学、自主车辆、系统生物学、最优估计、鲁棒性分析以及随机系统等多个核心控制工程领域,提供了一个全面系统的控制工程知识体系。 编程工具应用丰富:借助 MATLAB 和 Python 等强大工具,对多种动态建模理论及其实际应用案例行了详细分析,以帮助读者提高编程能力和解决实际问题的能力。 案例分析详细具体:书中提供了姿态估计与控制技术、自主车辆任务规划、生物网络建模等多个具体领域的案例分析,详细阐述了从问题建模到算法实现的全过程,为读者在实际项目中应用所学知识提供了丰富的参考和借鉴。
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Preface 前言
Chapter1 第1章 引言
1.1 本书适用范围
1.2 实例分析
1.2.1 自由落体
1.2.2 配体-受体相互作用
1.3 本书章节安排
习题
参考文献
Chapter2 第2章 姿态估计和控制
2.1 姿态运动学和传感器
2.1.1 四元数运动学问题
2.1.2 陀螺仪传感器模型
2.1.3 光学传感器模型
2.2 姿态估计算法
2.2.1 一个简单的算法
2.2.2 QUEST算法
2.2.3 卡尔曼滤波器
2.2.4 扩展卡尔曼滤波器
2.3 姿态动力学和控制
2.3.1 动力学运动方程
2.3.2 执行器和控制算法
习题
参考文献
Chapter3 第3章 自动驾驶车辆任务规划
3.1 路径规划
3.1.1 势场法
3.1.2 基于图论的采样方法
3.1.3 复杂障碍物
3.2 移动目标跟踪
3.2.1 无人机与移动目标模型
3.2.2 最优目标跟踪问题
3.3 跟踪算法的实现
3.3.1 约束条件
3.3.2 最优解
3.3.3 仿真验证
习题
参考文献
Chapter4 第4章 生物系统的建模
4.1 生物分子间的相互作用
4.2 确定性建模
4.2.1 细胞群和多重实验
4.2.2 大肠杆菌色氨酸调节模型
4.3 生物振荡
4.3.1 Gillespie直接法
4.3.2 仿真实现
4.3.3 鲁棒性分析
习题
参考文献
Chapter5 第5章 生物系统的控制
5.1 控制算法的实现
5.1.1 PI控制器
5.1.2 误差ΔP的计算
5.2 鲁棒性分析:μ-分析法
5.2.1 简单示例
5.2.2 合成回路
习题
参考文献
Chapter7 第6章 延伸阅读
6.1 布尔网络
6.2 网络结构分析
6.3 时空建模
6.4 深度学习神经网络
6.5 强化学习
参考文献
Appendix 附录 部分习题答案
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