上述流体网络的分析与控制大多是把流体运动本身的非线性线性化或忽略其非线性，而真正考虑其流体运动本身的非线性本质却很少涉及。实际上，流体控制并不是直接控制流体的密度，而是通过控制网络每一支的空气流量来达到目的，在建立了合适的流体流量网络模型的基础上，可用多变量控制方法来解决。本书在对一类多执行机构流体网络进行非线性建模的基础上进行了非线性控制器的设计，矿井通风流体网络仿真验证，控制器可以实现流体网络的精确控制；基于和声搜索优化算法实现了流体网络优化、控制和建设的一体化设计，在上述网络建模和控制器设计的基础上把控制的思想应用到脑循环Willis环疾病的诊断和治疗上，并对控制器进行了初步的设计；采用平均法对血液循环周期性受迫流体网络进行谐波分析，并基于脑循环Willis环进行了仿真验证和病变分析，主要内容安排如下：

第1章为绪论部分。介绍了本书的研究目的、意义及应用背景，系统地阐述了流体网络的分析与控制目前存在的问题，在回顾了流体网络研究现状的同时，指出目前流体网络系统的建模基础存在用线性化方法研究非线性系统、分支模型难以反映系统本身特性等缺点，所以精确控制和分析就很难保证。

第2章，针对流体网络进行非线性控制建模，解决流体网络建模的三个问题：流体分支动力学特性利用不可压缩的Navier-Stokes方程来建立，反映了流体运动的非线性特性；流体网络如同一个电网络，满足Kirchhoff电流和电压定律，利用网络图论和系统的观点，建立多执行机构流体网络的全阶模型；由于网络分支的气流流量是相互依赖的，根据电路图论原理可以找到系统的最少独立分支（连支）即网络动态的最小实现，据此建立系统的降阶模型。

第3章，针对第2章所述模型进行非线性控制器设计，首先提出了基于反馈线性化的非线性控制器设计，分别进行了全阶模型的控制器设计（即在所有流体网络分支上进行控制器设计）和降阶模型的控制器设计（即只在网络连支上进行控制器设计）；其次对控制器进行改进，通过控制分配解决输入受限下反馈线性化控制器设计，实现了跟踪。

第4章，流体网络优化、控制与建设一体化设计。首先提出一种改进的和声搜索算法，并应用于对矿井通风流体网络优化设计，把优化后的压力和流量作为参考值代入前述模型进行控制器设计，求解出最小分支阻力，此阻力可以为流体网络建设和改造提供技术支持，实现流体网络优化、控制与建设的一体化设计。

第5章，针对血液循环这一特殊的周期性受迫流体网络，建立了非线性微分方程 的流体网络模型，采用平均法求得血流量Q的谐波解，通过求解示例流体网络对某些血管循环疾病进行了病变分析，据此方法对血液循环局部网络脑循环Willis环求解，进行了脑循环疾病脑梗塞和椎动脉狭窄的病变分析和模型验证。

第6章，基于第2章、第3章的流体网络建模和非线性控制器设计，对脑循环（Willis环）进行非线性网络建模和控制器仿真，基于4种病变到正常的控制过程进一步得到脑循环疾病的治疗方法和手段，并通过脑梗塞和椎动脉狭窄的两种病变数据对模型进行验证，最后针对人体血液循环提出了控制器的实现形式。 9DABeNTAMjHFV/sZFNEMxIlBEZNWgiJHa/rsEdM6HX+mGdLdFRw9kB0yWKGqYkqM