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神经网络智能控制理论新进展——上海交通大学出版社《人复杂到有序》前言 - 精品书摘 - 中国高校教材图书网
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神经网络智能控制理论新进展——上海交通大学出版社《人复杂到有序》前言
2006-04-28 11:12:41  来源： 上海交通大学出版社网站 
 
 半个多世纪沉积的精华与新思想相互碰撞，主宰着现代智能控制理论的发展。尽管正反馈与失稳已经在当前的研究大潮中获得崭新定位，负反馈原理和稳（镇）定控制器依然引导着智能控制的大旗。以PID控制为代表的传统反馈调节策略，只能根据当前和历史的偏差信息来被动地调整自身。自适应控制通过学习、调整来馈入环境信息的变化，以提高自身的动态适应能力，体现着人类认知的朴素思想。与鲁棒控制对待未知环境变化的“以静制动、一劳永逸”保守策略相反，预测控制基于预测模型的信息，在适度风险下获得对未知因素的主动控制策略。因此，体现着相当自治色彩的自适应、预测机制被更多地引入到智能控制系统中来，与神经网络控制的结合点是其重点之一。

 实际系统对象本身和所处的复杂环境，都只能得到一定程度上的刻画。如何尽可能地消除这些被“忽略”因素的干扰，设计适宜的控制策略非常重要。最优效应是夸父追日的动力，而“精致意味着脆弱”的原理却往往被忽视。因此，保证整个闭环系统的稳定格外关键。面对背景纷繁变幻，在尚未充分了解系统本然特征之前，先采取寻求普遍通用的稳定控制，在充分把握非线性系统特征后再分门别类、“分而治之”的策略是合宜的。

 混沌（混杂）通常被视为有序的对立面和控制原型，近来这种人脑固有的动力学行为被重新审视，并被暗示成为人类智慧的特征。相对于消除和控制混沌，混沌反控制（Chaos Anti control）、混沌化（Chaotifying）等概念是这种认识推动的结果。在迭代学习的神经网络原型被证明不具有混沌等复杂动力学行为特征时，具有“仿人”情节的联接主义者们开始思考如何能够寻找更接近脑神经原型的混沌神经网络模型。作为嵌入在“稳定”的人工框架结构下的局部不稳定模型，混沌神经网络和神经网络混沌化的研究背离了传统的负反馈原理，正反馈的思维无疑是令人好奇并深受鼓舞的。而小世界（Smallworld）和无标度（Scale free）性质在诸多实际复杂网络尤其是脑神经网络系统中的普适存在，使得研究者们开始审视人脑中智能复杂性与拓扑复杂性之间的联系。

 本书以神经网络为主线，穿插于智能控制系统各个环节，重点介绍神经网络智能控制在理论研究和工程应用中的一些新进展。全书着眼于神经网络理论、预测控制理论、非线性动力系统理论和新兴的复杂网络理论等诸多学科的交叉，在神经网络智能控制系统的框架体系下，结合国际国内的研究进展，将作者与其合作研究者们多年来在神经网络建模、预测、控制、混沌化以及复杂网络领域所取得的一系列最新的研究成果有机地融合在一起。

 本书第1章全面系统地回顾了神经网络智能控制的理论研究和应用进展；第2章介绍本书所需要的基础知识；第3章至第6章介绍了一系列由前馈神经网络、Elman神经网络和简单递归神经网络与自校正广义预测控制相结合的各种神经网络自适应预测控制器，并有效地应用于复杂非线性系统和混沌系统的控制问题；第7章重点介绍神经网络与非线性混沌动力学的交叉研究，介绍了线性和非线性Elman网络的混沌化方法和相应的混沌系统性质；第8章介绍了模糊神经网络的建模、预测和控制问题；第9章介绍神经网络在工业过程控制、中国失业问题和国际汇率行为的应用实例；第10章将1998年以来新兴的复杂网络理论介绍给广大读者，着重介绍作者与合作者们最早发现并研究的复杂网络中所存在的混沌迁移现象。

 本书力求视野开阔，层次分明，保持了神经网络预测控制理论的系统完整，开创性地将神经网络混沌化纳入到智能控制系统中来，并及时包容了新兴的复杂网络理论的前沿研究。全书从基本概念着手，层层推进，抽丝剥茧地将神经网络建模、预测、控制、混沌化以及复杂网络理论的研究成果与应用实例由浅至深地结合在一起，便于读者自学和进一步深入研究，以期满足国内高校自动控制、自动化、系统工程等相关专业师生和科技人员的教学科研参考需要。

 作者向南开大学自动化系袁著祉教授、陈增强教授，香港城市大学混沌控制与同步学术研究中心主任陈关荣讲座教授，上海交通大学自动化系席裕庚教授、汪小帆教授、李少远教授，上海财经大学国际工商管理学院靳玉英副教授致以深深的谢意，感谢他们多年来对作者研究工作的指导、合作和支持。作者同时也感谢南开大学自适应控制研究室、香港城市大学混沌控制与同步学术研究中心，以及上海交通大学复杂网络与控制研究室中曾经一起共事的诸多研究人员。

 作者感谢国家自然科学基金[No. 90412004，70431002]、教育部留学回国人员科研启动基金和上海交通大学学术出版基金的资助，感谢上海交通大学出版社韩正之总编对本书出版的大力支持，同时还要感谢学生宋莉雅在全书定稿过程中所做的相关辅助工作。全书定稿时正值作者在德国担任洪堡学者期间，在此对德国亚历山大·冯·洪堡基金会的支持一并表示感谢。

 来源:上海交通大学出版社网站
本版责编：姜舒
 
 
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