自动控制与系统工程--中国大百科全书(甲精) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国大百

作者:中國大百科全書出版社編輯部

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1991

价格:73

装帧:

isbn号码:9787500002871

丛书系列:中国大百科全书第一版

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好的，这是一份关于一本名为《现代控制理论基础与应用》的图书的详细简介，该书内容与您提到的《自动控制与系统工程——中国大百科全书（甲精）》无关。 --- 《现代控制理论基础与应用》图书简介 作者： [此处可填写真实的作者姓名或单位] 出版社： [此处可填写真实的出版社名称] 版次： 第一版 出版年份： [此处可填写真实的出版年份] 页数： 约850页 定价： [此处可填写真实的定价] 概述 《现代控制理论基础与应用》是一部系统、深入且具有前沿性的专著，旨在为读者提供一个全面理解现代控制理论的坚实基础，并展示其在当代工程实践中的广泛应用。本书紧密结合控制科学的最新发展趋势，特别是数字化、智能化和网络化控制的挑战，力求在理论深度与工程实用性之间找到完美的平衡。全书内容组织严谨，逻辑清晰，不仅适用于高等院校的控制工程、自动化、电子信息等相关专业的本科高年级学生、研究生，也为从事系统建模、控制器设计与系统集成的工程师和科研人员提供了宝贵的参考资源。 本书的显著特点在于，它超越了经典的频率响应分析范畴，重点聚焦于现代控制理论的核心——状态空间方法，并系统介绍了鲁棒控制、最优控制、非线性控制等关键分支。 核心章节与内容详解 全书共分为十六章，结构上遵循“理论基础—经典现代理论—前沿与应用”的递进逻辑。 第一部分：理论基石与系统建模（第1章至第3章） 第1章：控制系统的基本概念与发展历程 本章首先回顾了自动控制学科的起源与发展脉络，明确了反馈控制的本质意义。重点阐述了线性与非线性系统、连续时间与离散时间系统的基本定义，并引入了系统性能指标（如暂态响应、稳态精度、鲁棒性）的初步概念。 第2章：线性常系数微分方程组的数学描述 本章是后续所有理论的数学基础。详细介绍了如何使用状态变量来描述物理系统，推导了一般线性定常系统的状态空间模型。内容涵盖了系统的定义、状态向量、输入向量与输出向量的选取原则，以及如何通过变换将系统矩阵对角化（若适用）。同时，对系统的零输入响应和零状态响应进行了深入分析。 第3章：线性定常系统的时域分析与基本性质 本章着重于系统在时域中的行为分析。详细阐述了系统的能控性（Controllability）和能观测性（Observability）的判据（如利用卡尔曼行列式），这是设计状态反馈控制器的前提。此外，还探讨了系统的稳定性判据，如李雅普诺夫稳定性定义及其在状态空间形式下的应用。 第二部分：经典现代控制理论（第4章至第9章） 第4章：状态反馈控制设计 本章是现代控制设计的核心。系统地介绍了极点配置（Pole Placement）技术，包括如何通过选择合适的状态反馈矩阵$K$来预设系统的闭环极点位置，以满足性能要求。同时，讲解了如何利用反馈线性化或局部线性化方法处理某些非线性系统。 第5章：状态观测器与状态估计 在许多实际应用中，系统的全部状态变量无法直接测量。本章详细介绍了状态观测器（State Observer）的设计，特别是Luenberger观测器的构建原理，用于估计系统的状态。此外，对离散系统中的最佳状态估计器——卡尔曼滤波器（Kalman Filter）的理论基础、递推算法和参数调优进行了深入剖析。 第6章：最优控制理论导论 最优控制是现代控制的重要分支。本章引入了变分法和泛函分析的基本工具，重点阐述了线性二次型调节器（LQR）的设计原理。详细推导了代数黎卡提方程（ARE）的求解过程，以及如何平衡系统性能与控制能量消耗。 第7章：离散时间系统控制 针对数字控制器和计算机控制系统，本章系统地研究了离散时间系统的建模、分析与控制设计。内容包括Z变换、脉冲响应、离散系统的能控性与能观测性判据，以及基于Z域的极点配置和观测器设计方法。 第8章：多输入多输出（MIMO）系统的控制 本章扩展了单输入单输出（SISO）系统的分析框架，探讨了具有多输入和多输出的复杂系统。涉及MIMO系统的传递函数矩阵表示、解耦控制策略，以及在多变量控制设计中面临的挑战。 第9章：系统辨识与模型修正 本章关注如何根据实验数据建立精确的系统数学模型。系统介绍了参数估计方法，包括最小二乘法（LS）、递推最小二乘法（RLS）等，并讨论了模型残差分析和模型有效性验证的方法。 第三部分：前沿理论与工程实现（第10章至第16章） 第10章：鲁棒控制基础 本章深入探讨了系统对模型不确定性和外部扰动的抵抗能力。详细介绍了$H_infty$控制的基本框架，包括加权函数的设计、控制器的构造原理，旨在保证系统在有界扰动下的性能。 第11章：非线性控制系统分析 本章介绍了分析和处理非线性系统的关键工具，包括相平面法、李雅普诺夫稳定性理论在非线性系统中的应用（直接法与间接法）。重点讲解了Backstepping（反步法）等现代非线性控制器设计技术。 第12章：自适应控制系统 本章讨论了当系统参数未知或时变时如何设计控制器。详细阐述了基于模型的自适应控制（如MRAC）的设计思想，包括参考模型、参数估计与控制器切换机制。 第13章：智能控制与控制工程的结合 本章探讨了前沿智能技术在控制领域的应用，包括模糊控制的基本原理、专家系统的设计思路，以及神经网络在系统辨识和自适应控制中的应用潜力。 第14章：数字控制器的实现与仿真 本章面向工程实践，讲解了如何将连续时间控制器（如PID或LQR控制器）转换为离散形式，包括零阶保持器（ZOH）和一阶保持器的作用。同时，介绍了使用MATLAB/Simulink等工具进行系统仿真和性能验证的流程。 第15章：网络化控制系统（NCS） 面向工业物联网和分布式控制的趋势，本章探讨了网络延迟、丢包和时钟同步等网络因素对控制性能的影响，并介绍了基于事件触发或时间触发的控制策略。 第16章：先进工程案例分析 本章通过精选的实际工程案例，如伺服电机精确控制、无人机姿态控制的控制器设计，展示了如何综合运用LQR、卡尔曼滤波和鲁棒控制等技术解决复杂的工程问题。 学术价值与适用范围 《现代控制理论基础与应用》的价值在于其内容的全面性、理论的严谨性以及对现代工程需求的紧密贴合。本书不仅详细讲解了现代控制理论的核心数学工具，更注重引导读者理解这些工具背后的物理意义和设计哲学。它为读者提供了一个从经典到现代，从理论到实践的完整学习路径，是控制科学领域一部不可多得的深度参考书。

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这本书的装帧虽然经典，但里面的文字密度和专业术语的严谨程度，对非专业读者来说绝对是一道门槛。我尝试着去理解其中关于“最优控制”和“卡尔曼滤波”的早期阐述，发现它使用的数学语言和符号体系，与我大学时学的现代教材有明显的时代烙印。例如，对状态空间模型的描述，初期版本可能更侧重于微分方程的形式，而不是现在流行的矩阵代数表示。这让我不得不频繁地查阅附录的数学基础部分，但正是这种钻研的过程，让我对这些核心算法的底层逻辑有了更深刻的理解。它强迫你慢下来，真正去理解每一个假设背后的工程动机，而不是囫囵吞枣地套用现成的函数库。这对于想从根本上理解控制系统如何“思考”的人来说，是非常有益的训练。

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这本书的排版和字体选择，无疑是那个时代的产物，虽然清晰，但信息密度极大，初次接触很容易产生压迫感。我个人更喜欢把它当作一本“参考辞典”来使用，而不是从头读到尾。每当我在处理一些老旧的控制系统文档，遇到一些不太常见的名词或早期模型时，这本书总能提供一个权威且详细的背景解释。比如，关于“最优性准则”的讨论，它并没有简单地给出庞特里亚金的极大值原理，而是从变分法的角度做了非常详尽的铺垫，这对于理解理论的推导脉络至关重要。它展现了一种慢工出细活的治学态度，比起现在追求时效性和最新算法的快餐式知识获取，这本书提供的是一种可以沉淀下来的、有厚度的知识体系。

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我购买这本书的动机，其实是想了解中国在“两弹一星”背景下，是如何快速建立起一整套自动控制理论体系的。这套百科全书无疑是研究这段历史的重要窗口。从条目的选取和内容的侧重点上，就能清晰地看到国家重大工程需求对基础学科发展的驱动作用。例如，对高精度跟踪、快速响应和抗干扰能力的强调，远超过了对纯理论优美的追求，体现了一种强烈的实用主义精神。翻阅时，我特别留意了那些涉及“可靠性”和“安全性”的章节，它们不仅涉及算法，还深入到元器件的选型和系统容错设计，这已经是跨学科的集成智慧的体现了。这本书不仅仅是一本教科书，更像是一份工业史的侧写，记录了特定历史时期工程科学的最高成就。

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作为一个常年与现代控制理论打交道的工程师，我拿到这套“百科全书”时，最初的期待其实是能找到一些已经被现代算法替代的经典方法的详细阐述。然而，深入阅读后才发现，它的魅力远超我的想象。它不仅仅是罗列知识点，更像是通过一系列精心编排的条目，构建了一个完整的学科图谱。比如，关于模糊逻辑和专家系统的章节，描述得非常细致，它没有急于抛出复杂的优化方法，而是花了大量的篇幅去解释如何将人类专家的经验知识转化为可计算的模型。这种自底向上的构建方式，在如今“黑箱模型”盛行的时代，显得尤为珍贵。读这本书，我感觉自己仿佛被拉回了那个需要在有限计算资源下，用最巧妙的数学结构来解决实际工程问题的年代，那种智慧的闪光点，是单纯的深度学习模型难以企及的。

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这本书的封面设计得很有年代感，那种深蓝色的布面材质，配上烫金的字体，拿在手里沉甸甸的，一下子就让人感觉这不是一本普通的技术手册，更像是一部厚重的学术经典。我一直对系统工程领域很感兴趣，特别是早期国内在这方面是如何构建理论框架的，这本书简直就是时间胶囊。虽然内容本身可能涉及大量的数学推导和复杂的系统建模，但光是翻阅目录，就能感受到那股严谨的学风。我记得有一章提到了早期的鲁棒性设计思路，那和现在我们常说的自适应控制又有所不同，更强调在不确定性下的绝对可靠性，那种工程哲学真是让人深思。对于我们这些在自动化领域摸爬滚打多年的人来说，回顾这些奠基性的工作，就像是在重新审视自己的专业根基，看看最初的设计哲学是如何一步步演变成现在我们习以为常的各种算法的。这本书的价值更多体现在其历史性和思想深度上，而不是仅仅作为一本工具书。

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