自动控制原理(上册) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:清华大学出版社

作者:吴麒

出品人:

页数:334

译者:

出版时间:1990-03

价格:20.00

装帧:平装

isbn号码:9787302005810

丛书系列:

图书标签:

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自动控制原理
控制理论
经典控制
线性系统
系统分析
数学模型
传递函数
稳定性
时域分析
频域分析

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具体描述

内容简介

本书是工科大学“自动控制原理”课程的教科书。在处理传统控制理论与状态

空间控制理论的关系上，本书既不把二者截然分割，又不勉强“结合”，而采取“数

学描述统一，工程研究分开”的方法。在状态空间控制理论的陈述方法上，本书努

力避免单调繁冗的数学论证模式，而尽量联系工程实际。这些特点使本书既保持应

有的理论水平，又适合于实际教学使用。

本书上册叙述控制系统的数学描述（传统的和状态空间的）和传统控制理论的

大部分内容。下册除采样控制、非线性控制外，主要叙述状态空间控制理论和最优

控制。

本书可作为工科大学电类专业和其他专业本科生的教科书，也可作为科技和工

程人员的参考书

好的，这是一份关于一本名为《自动控制原理（上册）》的书籍的详细简介，但内容完全避开了《自动控制原理》这本书本身可能涉及的任何具体技术细节、公式、经典控制理论（如传递函数、根轨迹、频率响应等）或具体的应用案例。 --- 《系统动力学与现代决策基础》作者： [此处可想象一位资深工程师或理论研究者的署名] 出版社： [此处可想象一家专业科学技术出版社] ISBN： [虚构的ISBN编号] 页数：约 680 页（精装）内容概述：探寻复杂系统的内在秩序与演化规律本书并非一部教科书，而是一部跨学科的、侧重于系统思维构建与基础逻辑框架搭建的专著。它旨在引导读者跳出传统工程学科的特定工具箱，从更宏观、更本质的层面理解“系统”这一概念的普适性及其内在运行机制。全书聚焦于对现象背后的结构、动态演化中的约束条件，以及信息在回路中如何塑造行为的深入剖析。本书将读者置于一个广阔的知识图景中，探索从自然界宏大尺度的生态演替到人类社会复杂决策流程中，那些看似不相关的现象背后所共有的行为模式和反馈机制。我们关注的不是“如何精确计算某个参数的稳定区间”，而是“为什么在特定结构下，任何系统都可能表现出非预期的振荡或趋稳行为”。结构划分与核心主题全书共分为六大部分，每一部分都构建了理解复杂系统行为的一个关键认知支柱：第一部分：边界的界定与系统视角的构建（约 120 页）本部分是理解一切后续分析的基石。我们首先探讨“系统”的哲学定义与工程实践中的操作性定义之间的张力。核心在于如何清晰地划定研究对象的边界，以及在信息不完全的情况下，如何合理地选择“合适的抽象层次”来进行有效建模。主题聚焦：边界的动态性、观测者效应、系统分解与整合的困境。我们使用大量的案例研究（非工程控制案例，而是侧重于社会经济学和生物群落的简单模型）来说明，一个糟糕的边界定义如何导致所有后续分析的无效性。关键概念引入：状态空间的概念性理解，不涉及具体的矩阵代数，而是将其视为描述系统某一时刻“全部信息”的容器。第二部分：时间的维度与因果的延宕（约 140 页）时间是系统演化的核心驱动力。本部分深入探讨时间延迟、积累效应（库存）以及速率如何共同决定系统的长期走向。关注点：存量与流量的关系，这是理解积累和耗散的基础。我们详细分析了“延迟”——这一在所有动态系统中普遍存在的因素——如何破坏线性的因果关系，引发非直觉的响应。实践洞察：强调了“反馈滞后”在人类决策中的普遍性，例如政策制定、市场反应等场景中，观察到的短期波动往往是长期结构作用的表象。第三部分：反馈回路的定性分析与结构探源（约 130 页）本书将反馈机制视为组织复杂性的核心语言。本部分侧重于定性地识别和绘制不同类型的反馈结构，而非对其进行数学上的定量求解。核心内容：对增强回路（Reinvigorating Loops）和调节回路（Balancing Loops）的详细区分与图示分析。我们着重讲解了“自增强”的内在驱动力，以及“目标导向性”如何通过调节回路实现系统的自我维持。结构化思维训练：读者将学会如何从一段冗长、混杂的描述中，提炼出驱动系统行为的二到三个核心回路，并理解这些回路的相对强度决定了系统的优势行为。第四部分：稳态、平衡与系统惯性（约 110 页）系统总是倾向于某种“舒适区”。本部分探讨的是系统如何寻找、维持或逃离这些稳态点。重点剖析：系统的“惯性”——抵抗变化的内在倾向。这包括物理惯性（例如质量的抵抗）以及观念惯性（既有范式的坚固性）。多重平衡的挑战：当一个系统存在多个潜在的稳定状态时，微小的扰动如何引发系统从一个状态“跌落”到另一个状态，以及这一“结构性转变”的临界点特征。第五部分：非线性效应与突变（约 100 页）在现实世界中，许多重要的现象（如崩溃、爆发或突然的模式转换）都源于系统的非线性特性。超越线性假设：阐释了当系统行为的反应强度与输入强度不成比例时可能发生的情况。我们探讨了“饱和”和“限制”机制如何将线性增长转化为指数或衰减行为。拐点与分岔：使用直观的类比和几何图像，解释系统是如何在特定的输入阈值下，其基本行为模式发生不可逆转的改变。本书强调识别这些“结构性拐点”的重要性，以便在现象发生前进行预警。第六部分：从描述到干预——设计韧性结构（约 80 页）最后一部分将理论观察导向实际的思维应用。我们不提供现成的控制算法，而是提供一套结构设计原则，用以增强系统的适应性和稳健性。韧性与适应性：如何设计一个允许小规模失败、但能避免灾难性整体崩溃的结构。这涉及到冗余度、多样性以及信息透明度的权衡。干预的艺术：强调在复杂系统中，“干预”本身就是一种新的输入，可能引发意想不到的“二阶效应”。成功的干预往往不是施加最大的力量，而是调整系统中关键的连接点或延迟环节。本书的独特价值与读者定位本书面向的对象是那些已经具备某一专业技术背景（无论工程、管理、经济还是科学研究），但渴望建立更具前瞻性、更少受制于眼前数据的系统化思维的专业人士。这不是一本关于如何求解微分方程或绘制波特图的工具书，而是一本关于理解系统“为什么会这样运作”的思维导论。它致力于培养读者识别隐藏的结构、预判长期的动态后果，并以更加审慎和智慧的方式介入复杂现象的能力。通过对系统动力学基本原理的深入定性探讨，读者将获得一个强大的心智模型，以应对日益复杂的现实挑战。

作者简介

目录信息

目录
前言
第一章绪论
1.1自动控制
1.2反馈控制的原理
1.3按偏差控制与按扰动控制
1.4反馈控制系统的构成
1.5控制系统的分类
第二章控制系统的数学描述
2.1引言
2.2列写运动方程
2.2.1描述运动的微分方程
2.2.2非线性方程的线性化
2.2.3为复杂对象列写方程组
2.2.4从原始方程组导出单变量微分方程
2.2.5离散时间运动方程
2.3状态空间与状态方程
2.3.1状态向量与状态空间
2.3.2状态方程与输出方程
2.3.3从原始方程组导出状态方程
2.4线性微分方程的解
2.4.1线性微分方程的正规解法
2.4.2线性微分方程的Laplace（拉普拉斯）变换解法
2.4.3运动的模态
2.5状态方程的解
2.5.1矩阵指数函数
2.5.2 用矩阵指数函数解状态方程
2.5.3状态转移矩阵
2.5.4 系统特征值与模态的不变性
2.6传递函数与传递函数矩阵
2.6.1传递函数
2.6.2框图
2.6.3传递函数的极点与零点
2.6.4 传递函数极点与零点的相消
2.6.5传递函数矩阵
2.7闭环系统的传递函数
2.7.1框图的变换与化简
2.7.2闭环系统的传递函数
2.7.3闭环系统的传递函数矩阵
2.8基本单元
2.9信号流图
2.10 脉冲响应与阶跃响应
2.10.1单位脉冲函数
2.10.2脉冲响应
2.10.3阶跃响应
2.11 小结
习题
第三章线性控制系统的运动
3.1引言
3.2稳定性
3.2.1运动的稳定性
3.2.2线性系统的稳定性
3.2.3线性系统稳定的充分必要条件
3.2.4稳定的JIrnyHob（李亚普诺夫）定义
3.2.5JIrnyHoB第一方法
3.3稳定性的Routh－Hurwitz（劳斯－霍尔维茨）判据
3.3.1Routh（劳斯）判据
3.3.2Hurwitz（霍尔维茨）判据
3.4参数对稳定性的影响
3.5参数的稳定域
3.5.1单参数稳定域
3.5.2双参数稳定域
3.6静态误差
3.6.1静态误差的定义
3.6.2静态误差系数
3.6.3关于静态误差的物理解释
3.6.4关于扰动的静态误差
3.7动态性能指标
3.7.1阶跃响应的几个动态指标
3.7.2误差积分指标
3.8二阶单输出系统的运动
3.8.1二阶系统的阶跃响应
3.8.2二阶系统的动态性能指标
3.8.3二阶系统的脉冲响应
3.9高阶系统的运动
3.9.1高阶系统的二阶近似
3.9.2开环系统小参数对闭环系统动态性能的影响
3.10 交连
3.11 控制系统的校正
3.11.1串联校正
3.11.2局部反馈校正
3.12 小结
习题
第四章频率响应法
4.1概述
4.2Fourier（傅立叶）变换与非周期函数的频谱
4.3频率特性函数
4.4频率特性函数的图象
4.4.1极坐标频率特性图（Nyquist（乃奎斯特）图）
4.4.2对数频率特性图（Bode（伯德）图
4.4.3对数幅相特性图
4.5基本单元的频率特性函数
4.6复杂频率特性图的绘制
4.7闭环频率特性图
4.7.1闭环频率特性图的绘制
4.7.2 绘制闭环系统频率特性图用的一些工程图表
4.8Nyquist稳定判据
4.8.1映射定理
4.8.2Nyquist稳定判据
4.8.3Nyquist稳定判据应用举例
4.8.4应用逆Nyquist图的Nyquist稳定判据
附录映射定理的证明
4.9控制系统的稳定裕量
4.10频率特性函数的几个重要性质
4.11从开环频率特性研究闭环系统的动态性能
4.11.1从开环对数幅频特性研究闭环系统的稳定性及静态特性
4.11.2 从开环对数幅频特性研究闭环系统的动态性能
4.12小结
习题
第五章根轨迹法
5.1根轨迹法的基本概念
5.2 根轨迹的基本特性及绘制规则
6.2.1模条件和角条件
5.2.2绘制根轨迹的基本规则
5.3根轨迹绘制举例
5.4 闭环零极点的分布与系统性能指标问的关系
5.5根轨迹在控制系统校正中的应用
5.5.1根轨迹的改造
5.5.2按根轨迹校正反馈系统
5.6小结
习题
第六章单变量系统的校正与综合
6.1引言
6.1.1控制系统的性能指标
8.1.2各类指标的关系
6.2预期开环频率特性的设计
6.2.1问题的提出
6.2.2开环频率特性的分频段设计
6.2.3中频段的设计
6.2.4高频段的设计
6.2.5低频段的设计
6.2.6尽量利用对象的极点与零点
6.2.7预期开环模型的设计举例
6.3串联校正的综合
6.3.1超前校正
6.3.2滞后校正
6.3.3滞后超前校正
6.3.4基于根轨迹法的串联校正的综合
6.3.5二阶模型的PID校正
6.4局部反馈校正
6.4.1局部反馈校正的作用
8.4.2 局部反馈校正的综合方法
6.4.3局部反馈校正的优点
6.4.4 局部反馈校正综合举例
8.5恒值调节系统的综合
6.5.1恒值调节系统的综合目标
6.5.2恒值调节系统的综合方法
6.5.3恒值调节系统综合举例
6.6顺馈控制
6.7小结
习题
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我最欣赏这本书中关于工程应用的案例选择和解析深度。它不像某些纯理论书籍那样高高在上，而是紧密结合了实际工程中的反馈控制实例，从经典的伺服机构到简单的温度控制回路，作者都给予了细致的数学建模和分析。特别是对PID控制器参数整定的讲解部分，不仅给出了传统的Ziegler-Nichols方法，还结合了实际操作中的经验法则，这种理论与实践的完美结合，对于我这种偏向应用的研究方向的读者来说，简直是宝藏。唯一的遗憾是，成书年代可能稍早，对于当前工业界广泛采用的基于模型的预测控制（MPC）或自适应控制等现代高级控制策略，书中内容涉及不多，这使得这本书在面对当前“智能制造”的前沿需求时，显得略微保守和滞后。它更像是打下了坚实的基础，而非指向了最前沿的战场。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的学术深度感到由衷的敬佩，作者的数学功底深厚，对线性系统理论的阐述逻辑严密，几乎每一个定理和推导都给出了清晰的证明过程，完全不是那种只停留在公式堆砌的表面教材。特别是关于传递函数和状态空间法的过渡部分，作者巧妙地构建了二者之间的桥梁，让读者能够深刻理解它们在描述同一物理系统时的不同视角和优势。然而，在某些高级主题的引入上，我感觉稍微有些仓促，比如对于非线性系统的描述，虽然提到了李雅普诺夫稳定性分析法，但后续的深入探讨略显不足，给人的感觉像是点到为止，没有能像线性部分那样形成一个完整、自洽的知识体系。对于希望全面掌握控制理论，特别是想未来从事复杂系统建模与分析的研究生来说，可能需要在其他更专业的书籍中寻找补充。但作为一本奠基性的教材，它无疑是非常出色的起点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，硬壳封面摸上去手感扎实，纸张的质地也相当不错，油墨印刷清晰锐利，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。内页的排版布局经过了精心设计，章节标题和正文之间的留白恰到好处，使得整个阅读过程非常舒畅。我尤其欣赏作者在图表处理上的用心，那些复杂的系统框图和信号流图都清晰明了，线条流畅，逻辑层次分明，即便是初学者也能很快抓住关键的数学模型和结构关系。不过，我个人觉得，如果能够在一些经典控制系统的实例旁边，附带一些现代控制理论中更前沿的仿真结果对比，那就更完美了，比如增加一些MATLAB/Simulink的实际操作截图或者链接到配套的资源库，这样对于工程实践者来说，实用价值会大大提升。整体而言，从实体书的角度来看，这是一本制作精良、值得收藏的教材，看得出出版方在细节上是下了大功夫的。

评分☆☆☆☆☆

从一个需要快速掌握核心知识点的学习者的角度来看，这本书的目录结构和章节组织逻辑非常清晰，脉络分明，便于构建知识树。每一章的开头都会明确指出本章将要解决的核心问题，结尾则会进行总结回顾，这对于自我学习非常友好。尤其赞赏的是，书后的习题设计非常贴合教材内容，既有纯粹的计算验证题，也有需要综合运用多个知识点进行分析的小型设计题，覆盖面广，能够有效检验对知识的掌握程度。但坦白讲，如果能增加一些“挑战性”更强、更贴近真实世界复杂性的综合性大题，也许更能激发读者的创新思维。现在很多题目都倾向于验证某个特定定理的运用，缺乏将多个子系统耦合在一起进行整体优化的实战演练，这在一定程度上限制了读者对复杂系统设计能力的培养。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格有一种老派的学院派气息，非常严谨，每一个概念的引入都遵循了从物理直观到数学抽象的经典路径。作者擅长用清晰的语言去“讲述”物理现象背后的数学规律，而不是直接丢出公式让读者去“猜”它意味着什么。例如，在讲解根轨迹法时，作者花了大量的篇幅去解释参数变化如何影响系统的动态性能，这种“为什么”的阐述远比单纯的“怎么做”来得重要。不过，这种详尽有时也转化为一种略显冗长的叙述，对于已经有些基础的读者来说，前期阅读效率可能会稍低一些，感觉在某些基础概念的铺垫上可以更精炼一些，节奏感上稍微欠缺了一点点灵动。总的来说，它更像一位循循善诱的导师，需要你有耐心去跟随他的节奏，方能体会到其中的精妙。

评分☆☆☆☆☆