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出版者:哈爾濱工業大學齣版社

作者:李東林 編

出品人:

頁數:313

译者:

出版時間:2003-6

價格:18.00元

裝幀:

isbn號碼:9787560313719

叢書系列:

圖書標籤:

• 自動控製
• 控製工程
• 專業英語
• 英語學習
• 工科英語
• 自動化
• 控製係統
• 信號與係統
• 數學建模
• 高等教育

現代控製理論基礎與工程實踐 內容梗概： 本書旨在為讀者構建一個全麵而深入的現代控製理論知識體係，並將其有效地應用於各種工程領域。內容涵蓋瞭從經典控製理論的基石，到先進控製策略的演進，再到實際工程應用中的關鍵考量。本書注重理論與實踐的結閤，通過大量的例證和分析，幫助讀者掌握分析、設計和優化復雜控製係統的能力。 第一部分：經典控製理論的再審視與拓展 本部分將對經典控製理論中的核心概念進行迴顧和深化，為後續更高級的主題奠定堅實基礎。我們將從係統的時域分析入手，深入探討綫性定常（LTI）係統的基本響應特性，如階躍響應、脈衝響應，並介紹其與係統參數（如阻尼比、固有頻率）之間的內在聯係。PID控製器作為最廣泛應用的控製器類型，其原理、設計方法、參數整定（如Ziegler-Nichols法、試湊法）以及在實際工程中的優點與局限性將得到詳細闡述。 接著，我們將轉嚮頻域分析。Bode圖、Nyquist圖、Nichols圖等頻率響應分析工具將作為核心內容，通過它們，讀者可以直觀地理解係統的穩定性、增益裕度和相裕度，並學習如何根據頻率響應特性設計控製器以滿足性能指標。根軌跡法的原理及其在確定係統穩定性和瞬態響應方麵的應用也將被深入剖析，幫助讀者理解係統極點位置對係統行為的影響。 第二部分：狀態空間方法與現代控製理論 本部分將引入更強大的狀態空間方法，這是現代控製理論的核心。我們將從多輸入多輸齣（MIMO）係統的描述齣發，建立係統的狀態空間方程，並深入理解狀態變量在描述係統內部動態中的作用。可控性與可觀測性是狀態空間分析的兩個重要概念，本書將詳細解釋它們的定義、判斷準則（如Gramian矩陣法）以及它們在控製器設計和狀態估計中的關鍵作用。 基於狀態空間描述，本書將詳細介紹狀態反饋控製器的設計。我們將學習如何利用極點配置（Pole Placement）技術，通過選擇閤適的狀態反饋增益矩陣，將係統的閉環極點配置到期望的位置，從而實現期望的瞬態響應和穩定性。在此基礎上，我們將探討綫性二次型調節器（LQR）的設計，該方法通過最小化一個二次型性能指標來獲得最優的狀態反饋控製器，並詳細解釋Riccati方程的求解及其在LQR設計中的重要性。 綫性觀測器（Observer）的設計將作為狀態反饋控製的補充，解決實際係統中狀態變量往往無法直接測量的問題。卡爾曼濾波（Kalman Filter）作為最優綫性觀測器，其原理、遞推算法以及在狀態估計中的應用將得到詳盡的介紹。當狀態變量不可觀測時，我們將學習如何設計Luenberger觀測器來估計不可觀測的狀態。 第三部分：先進控製策略與係統魯棒性 隨著控製係統復雜性的增加，魯棒性（Robustness）的概念變得尤為重要。本部分將介紹一些能夠處理模型不確定性和外部擾動的先進控製策略。滑模控製（Sliding Mode Control, SMC）將作為一種強有力的魯棒控製方法進行介紹，它通過引入一個切換函數來剋服參數不確定性和外部乾擾，並詳細闡述其設計原理、趨近律和抖振現象的抑製。 模型預測控製（Model Predictive Control, MPC）作為一種先進的優化控製策略，將在本部分得到重點介紹。MPC通過預測係統未來的行為，並求解一個優化問題來生成控製律，能夠有效地處理約束條件和多變量係統。我們將從其基本原理、滾動優化概念、代價函數和約束條件的設置等方麵進行講解，並分析其在工業過程控製中的廣泛應用。 此外，本部分還將涉及非綫性控製係統的基本概念和一些常用的控製方法，如反饋綫性化（Feedback Linearization）和反步法（Backstepping）。這些方法為處理具有非綫性特性的復雜係統提供瞭理論基礎。 第四部分：係統穩定性分析與校核 穩定性是任何控製係統設計的基礎。本部分將深入探討多種穩定性分析方法。除瞭基於復平麵極點位置和頻域方法的穩定性判斷，我們將重點介紹Lyapunov穩定性理論。Lyapunov直接法將作為核心內容，通過構造Lyapunov函數來判斷係統的穩定性，並詳細闡述不同類型的Lyapunov函數及其穩定性判據。 對於非綫性係統，穩定性分析更具挑戰性。本部分將介紹一些用於非綫性係統穩定性的 Lyapu nov 方法，以及其他常用的穩定性分析技術，如輸入-狀態可及性（ISS）等。 第五部分：實際工程應用與案例分析 為瞭鞏固理論知識並展示其在實際工程中的應用價值，本部分將通過詳細的案例分析來展示現代控製理論在不同領域的應用。我們將涵蓋但不限於以下領域： 航空航天控製： 飛行控製係統、姿態穩定控製、導航與製導係統。 機器人控製： 軌跡跟蹤、力控製、自適應控製。 工業過程控製： 化工廠、發電廠的溫度、壓力、流量控製，以及自動化生産綫的設計。 汽車電子： 發動機控製、自動駕駛係統、懸掛控製。 電力係統控製： 電網穩定、發電機勵磁控製。 在這些案例中，我們將引導讀者如何將理論知識轉化為實際的工程設計，包括係統建模、控製器設計、參數整定、仿真驗證以及實際部署中的注意事項。 總結： 本書旨在培養讀者成為一名具備紮實理論基礎和強大工程實踐能力的控製工程師。通過係統地學習和掌握現代控製理論的各個方麵，讀者將能夠自信地應對復雜的控製工程挑戰，設計齣高效、穩定、可靠的控製係統，並在不斷發展的工程技術領域中取得成功。

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在我的求學過程中，我曾多次嘗試過通過閱讀英文原版教材來學習自動控製理論，但往往因為語言障礙而半途而廢。那些充斥著專業術語的句子，讓我感覺像是置身於一片迷霧之中，難以抓住核心的知識點。《自動控製專業英語》這本書，為我撥開瞭這層迷霧。它不僅僅是一本關於英語學習的書，更是一本幫助我理解自動控製專業知識的“放大鏡”。書中對於“robust control”等前沿領域的講解，讓我能夠接觸到最前沿的研究思想，並且學習如何用恰當的英文來錶達這些復雜的概念。我特彆記得書中對“controller design”部分的闡述，它詳細介紹瞭各種控製器（如PID, lead-lag compensator）的英文名稱和它們在英文文獻中的典型描述方式，例如“The PID controller was tuned to achieve a fast response with minimal overshoot.”這樣的錶達，讓我覺得非常受用。

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我一直認為，學習一門專業，不僅要掌握其核心理論和技術，更要能夠熟練地運用該領域的語言進行交流和錶達。對於自動控製領域來說，大量的最新研究成果、前沿技術進展，都主要以英文形式呈現。如果我不能掌握相應的專業英語，那麼我將錯過太多寶貴的信息和學習機會。這本書的齣現，恰恰填補瞭我在這方麵的空白。《自動控製專業英語》不僅僅是一本詞典或者語法書，它更像是一本橋梁，連接瞭我與廣闊的自動控製世界。我記得其中一個章節，詳細講解瞭如何撰寫學術論文中的“Abstract”和“Introduction”部分，給齣瞭許多實用的寫作技巧和注意事項，並且配有優秀的範例。這對於我今後撰寫畢業論文，或者投稿學術會議，都具有極其重要的指導意義。通過學習這本書，我發現自己能夠更清晰、更準確地理解那些晦澀的英文研究論文，甚至能夠嘗試去復述和總結其中的關鍵內容。

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我曾以為，學習專業英語隻是一味地背誦單詞和語法規則，但《自動控製專業英語》這本書徹底顛覆瞭我的認知。它將英語學習與自動控製的專業知識巧妙地融閤在一起，讓我在學習語言的同時，也鞏固和深化瞭專業理解。我特彆喜歡書中關於“robotics”和“mechatronics”等交叉領域的講解，它為我打開瞭新的視野，讓我能夠接觸到更多前沿的技術信息。例如，書中在介紹“actuator”這個詞時，不僅給齣瞭其基本定義，還結閤瞭伺服電機、液壓缸等具體應用，並提供瞭英文描述，“The robotic arm is driven by high-precision servo actuators.”這樣的句子，讓我能夠更直觀地理解其含義。通過學習這本書，我感覺自己的專業英語能力得到瞭顯著提升，也更有底氣去閱讀英文研究論文，參加學術交流活動。

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作為一名對自動控製領域充滿熱情但英語基礎相對薄弱的學生，《自動控製專業英語》這本書的齣現，對我來說無疑是一場及時雨。它以一種係統化、實用化的方式，幫助我剋服瞭在專業學習過程中遇到的語言瓶頸。我尤其欣賞書中關於“signal processing”的章節，它不僅列舉瞭諸如“sampling rate”, “quantization error”, “Fourier transform”等關鍵術語，還通過生動的例句，展示瞭它們在英文文獻中的具體應用場景。例如，一個關於數字信號濾波的英文描述，“The low-pass filter was designed with a cutoff frequency of 1 kHz to remove high-frequency noise.”這樣的句子，讓我能夠清晰地理解其含義和作用。通過學習這本書，我感覺自己對自動控製領域的理解更加深入，也更有信心去接觸更廣泛的英文學術資源。

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這本書，說是《自動控製專業英語》，聽著就讓人頭大，畢竟我當年對英語這門學科可是一竅不通，尤其是那些充滿術語的專業文獻，簡直是天書。然而，在我的專業學習生涯中，尤其是在接觸到自動控製這個領域後，我纔深刻體會到“專業英語”的必要性和重要性。我曾經嘗試過一些通用的英語學習資料，也瀏覽過一些零散的專業詞匯列錶，但效果甚微。那些枯燥的單詞和晦澀的句子，總是讓我望而卻步。我迫切需要一本能夠係統地、有針對性地幫助我理解自動控製專業領域英文文獻的書籍。我希望這本書能夠不僅僅是詞匯的堆砌，更能講解英語在自動控製領域的實際應用，例如在論文寫作、技術報告撰寫、學術會議交流等場景下的錶達方式和技巧。我也希望它能夠提供一些案例分析，讓我能夠通過具體的例子來學習如何運用專業英語，解決實際問題。更重要的是，我希望這本書能夠幫助我建立起學習專業英語的信心，讓我在麵對那些厚重的英文教材和研究論文時，不再感到無助和迷茫，而是能夠充滿信心地去探索和學習。

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我必須承認，在接觸《自動控製專業英語》之前，我對於如何在英文語境下討論復雜的控製係統感到非常頭疼。無論是描述一個傳遞函數，還是解釋一個控製算法的原理，我總覺得自己的錶達不夠專業，甚至有些含糊不清。這本書就像一位經驗豐富的導師，一步步地引導我掌握自動控製專業英語的精髓。我特彆喜歡書中關於“frequency domain analysis”的章節，它不僅列齣瞭像Bode plot, Nyquist diagram, gain margin, phase margin這些關鍵術語，還詳細解釋瞭它們在英文文獻中的常用錶達方式，例如“The system exhibits a significant phase margin of 45 degrees, indicating good stability.”這樣的句子，讓我能夠更自信地在學術討論中使用。此外，書中還包含瞭一些關於英文科技寫作規範的介紹，比如如何引用文獻、如何組織段落、如何避免常見的語法錯誤等等，這些都是我在學校的學習過程中很難接觸到的寶貴經驗。

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在我第一次翻開這本書時，坦白說，我並沒有抱太大的期望。畢竟，市麵上的專業英語書籍琳琅滿目，真正能打動我的卻寥寥無幾。然而，《自動控製專業英語》這本書，卻以一種齣乎意料的方式吸引瞭我。它的編排結構清晰明瞭，從基礎的詞匯和語法，到更復雜的句型和篇章結構，都進行瞭循序漸進的講解。我尤其欣賞的是，書中並沒有僅僅羅列大量的專業術語，而是將這些術語巧妙地融入到具體的語境中，通過大量的例句和篇章，讓我能夠真正理解它們在自動控製領域的含義和用法。例如，在介紹“feedback”這個詞時，書中不僅給齣瞭其基本的定義，還結閤瞭伺服係統、閉環控製等具體概念，生動地展示瞭feedback在穩定係統、提高精度等方麵的作用。此外，書中的練習題設計也十分貼閤實際，不僅考驗瞭對詞匯和語法的掌握，更側重於對專業知識的理解和應用，這對於我這個非英語專業齣身的學生來說，無疑是雪中送炭。

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作為一個在讀的自動控製專業的學生，英語一直是我的一個弱項。尤其是涉及到一些復雜的概念和理論時，中文的翻譯有時候會顯得不夠精準，或者引入一些本土化的理解，而直接閱讀英文原著，纔能更深刻地體會到作者的原意。這本書，就給瞭我這樣的機會。《自動控製專業英語》的優點在於，它並非生硬地灌輸單詞和句子，而是將英語的學習與自動控製的專業知識緊密結閤。例如，在講解“stability analysis”時，書中會穿插講解Lyapunov stability theorem、Routh-Hurwitz criterion等核心概念，並提供相關的英文文獻片段，讓我能一邊學習英語，一邊鞏固和深化對自動控製理論的理解。這種“寓教於學”的方式，極大地提升瞭我學習的積極性和效率。我發現，當我能夠用英文準確地描述一個控製係統的特性時，我對這個係統的理解也會更加深入。

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說實話，我對傳統意義上的英語學習一直提不起興趣，總覺得那些課本上的對話和文章與我的實際需求相去甚遠。但是，當我開始深入學習自動控製的專業知識時，我意識到必須跨越語言的障礙。《自動控製專業英語》這本書，以其獨特的視角和實用的內容，成功地改變瞭我的看法。這本書並沒有刻意去追求華麗的辭藻或者復雜的句式，而是著重於如何用清晰、準確、專業的語言來描述自動控製領域的概念和技術。我尤其欣賞書中對“state-space representation”的講解，它不僅提供瞭大量的專業詞匯，如“state vector”, “input matrix”, “output matrix”等，還通過實際的例子，展示瞭這些詞匯在描述係統動態行為時的重要作用。通過學習這本書，我感覺自己能夠更自如地閱讀英文教材，更有效地理解那些國際頂尖的學術論文，甚至能夠開始嘗試用英文與同行進行學術交流。

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我一直認為，語言是知識的載體，而專業英語則是連接我與自動控製前沿技術的橋梁。《自動控製專業英語》這本書，恰恰為我搭建瞭這座堅實的橋梁。在我學習這本書的過程中，我不僅掌握瞭大量的專業詞匯和錶達方式，更重要的是，我學會瞭如何用英語思維去理解和分析自動控製問題。書中對“system identification”的講解，讓我能夠理解那些英文文獻中描述如何從實驗數據中構建數學模型的具體過程，並且學習到諸如“least squares method”, “prediction error minimization”等專業術語的英文用法。這些知識對於我未來的科研工作，尤其是閱讀最新的研究論文，具有不可估量的價值。我發現，通過這本書的學習，我不再害怕麵對那些厚重的英文技術文檔，而是能夠充滿信心地去探索和吸收其中的知識。

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