本書提出了對(duì)二階平穩(wěn)過程建模理論的論述,對(duì)于工程和應(yīng)用科學(xué)也具有重要意義。關(guān)于平穩(wěn)過程的處理在全書開頭,這是一個(gè)有悠久歷史的基礎(chǔ)性問題,始于上世紀(jì)40年代柯爾莫戈洛夫、維納等的工作。通過現(xiàn)代數(shù)字計(jì)算機(jī),關(guān)于濾波與平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)與系統(tǒng)建模也得到了研究和解決,這始于上世紀(jì)60年代早期卡爾曼的基礎(chǔ)性工作。本書提供了基于希爾伯特空間幾何學(xué)的邏輯一致的思想主題,以及坐標(biāo)的自由思想。在這個(gè)框架中,隨機(jī)狀態(tài)空間和狀態(tài)空間模型的概念基于對(duì)相關(guān)信號(hào)的過去和未來的流動(dòng)條件獨(dú)立的概念,從根本上得到了統(tǒng)一。這本書涵蓋了30多年的研究工作,是極有價(jià)值的文獻(xiàn),包括隨機(jī)建模、估計(jì)、系統(tǒng)辨識(shí)和時(shí)間序列分析。它還提供了隨機(jī)系統(tǒng)理論結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)算法工具。
現(xiàn)代數(shù)學(xué)叢書(第三輯)立足于國際,眼光更為開闊,內(nèi)容更加前沿,本書是叢書中的一本,內(nèi)容極為豐富,是一本十分重要的專著。
林德奎斯特在2011年7月開始正式受聘為上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化系講席教授,瑞典籍。1972年畢業(yè)于瑞典皇家理工學(xué)院數(shù)學(xué)系獲博士學(xué)位。國際著名控制理論專家,是多國的院士(包括中科院外籍院士)。皮奇是意大利帕多瓦大學(xué)信息工程系教授,國際知名的控制論專家。
本書旨在論述二階平穩(wěn)過程的理論和模型,并給出一些我們所認(rèn)為的在工程和實(shí)踐過程中的重要應(yīng)用.在本書開始處討論的平穩(wěn)過程基本問題由來已久,自20世紀(jì)40年代,因包括Kolmogorov、Wiener、Cramèr及其學(xué)生,特別是Wold等人在內(nèi)的工作而有所發(fā)展,同時(shí)也有其他人的再定義和完善.從20世紀(jì)60年代開始,在現(xiàn)代數(shù)字計(jì)算機(jī)以及Kalman等人工作的基礎(chǔ)上,平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)和系統(tǒng)的濾波及建模問題也隨之能得到處理研究和深入.但關(guān)于隨機(jī)過程的經(jīng)典書籍沒有討論前面的問題,特別是對(duì)特定狀態(tài)空間的建模問題,而建模問題在應(yīng)用中又是極其重要的.
幾十年前,當(dāng)我們第一次打算寫這本書時(shí),激勵(lì)我們的正是我們堅(jiān)信文獻(xiàn)中關(guān)于建模、估計(jì)和辨識(shí)的結(jié)果是散亂且不完整的,有時(shí)湮沒在各種公式中.在我們看來,主要原因是缺少了將不同問題聯(lián)系起來的概念索鏈.很多經(jīng)常遇到的細(xì)節(jié)和技術(shù)總是被習(xí)慣性地忽略,即使到了今天依然如此.所以,對(duì)于建模問題,我們希望借助Hilbert的空間幾何和坐標(biāo)自由思想,提供一些統(tǒng)一的、邏輯上自洽的看法.在這個(gè)框架下,基于與過去和將來信息流條件獨(dú)立的隨機(jī)狀態(tài)空間和狀態(tài)空間建模的概念構(gòu)成了統(tǒng)一性的基礎(chǔ).
盡管已有P.E.Caines和Gy.Michaletzky及其他人的書討論過這些概念中的一部分,但中心要點(diǎn)仍與我們所設(shè)想的不同.隨著問題的發(fā)展,新的理論和應(yīng)用不斷出現(xiàn).很多在本書中的內(nèi)容已經(jīng)發(fā)表在期刊論文中,但仍有一些新的結(jié)果在本書中第一次出現(xiàn).
由于數(shù)十年的共同努力的結(jié)果,本書并不希望成為一本用于季節(jié)性消費(fèi)的書.很不謙虛地說,我們期待(至少希望)它能夠成為對(duì)應(yīng)用數(shù)學(xué)中這個(gè)重要又美妙問題感興趣的學(xué)生和研究者們的長期參考書.我們感謝很多提出本書中理論的線性隨機(jī)系統(tǒng):一種關(guān)于建模、估計(jì)和辨識(shí)的幾何方法共同作者們,特別是G.Ruckebusch、M.Pavon、F.Badawi、Gy.Michaletzky、A.Chiuso和A.Ferrante,也包括C.I.Byrnes、S.V.Gusev、A.Blomqvist、R.Nagamune和P.Enqvist.也感謝包括O.Staffans、J.Malinen、P.Enqvist、Gy.Michaletzky、T.T.Georgiou、J.Karlsson和A.Ringh在內(nèi)的諸多同行對(duì)于手稿的審閱和提出的寶貴建議.此外,我們對(duì)趙延龍教授、趙文虓教授及其團(tuán)隊(duì)專業(yè)的中文翻譯和編輯表示感謝.
林德奎斯特.皮奇