自动控制原理简明教程

自动控制原理简明教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:胡寿松
出品人:
页数:346
译者:
出版时间:2003-8
价格:25.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787030116192
丛书系列:
图书标签:
  • AutomaticControl
  • 自动控制原理
  • 控制工程
  • 自动控制
  • 控制系统
  • 教材
  • 理工科
  • 工程教育
  • 经典控制
  • 现代控制
  • 信号与系统
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具体描述

《21世纪高等院校教材•自动控制原理简明教程》系《自动控制原理》(第四版)(胡寿松主编,科学出版社,2001)一书的简明版,比较简明扼要地阐述了自动控制的基本理论与应用。全书共分八章,前七章着重介绍线性控制理论及应用,最后一章介绍控制理论中的非线性系统的特征和分析方法。

《21世纪高等院校教材•自动控制原理简明教程》精选了第四版中的主要内容,加强了对基本理论及其应用的阐述。书中深入浅出地介绍了自动控制的基本概念,控制系统在时域和复域中的数学模型及其结构图和信号流图;比较全面地阐述了线性控制系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法以及校正和设计的基本方法;对线性离散系统的基础理论、数学模型、稳定性、稳态误差以及动态性能分析等问题,进行了比较详细的讨论;在非线性控制系统分析方面,给出了常见非线性特性对系统性能的影响和常用的描述函数分析方法。书中还给出了傅里叶变换与拉普拉斯变换法,可供读者在学习的过程中查询之用。

《21世纪高等院校教材•自动控制原理简明教程》可作为高等工业院校自动控制、工业自动化、电气自动化、仪表及测试、机械、动力、冶金等专业的教科书(56~64学时),亦可供从事自动控制类的各专业工程技术人员自学参考。

《现代动力学与控制系统设计》 这是一本深入探讨现代控制理论及其在复杂系统设计中应用的权威著作。本书旨在为读者构建一个全面而深入的动力学与控制系统设计知识体系,特别侧重于理论的严谨性与实践的应用性相结合。 核心内容概述: 本书将从系统建模的基石出发,系统性地阐述描述动态系统行为的关键数学工具。我们将深入解析线性时不变(LTI)系统的状态空间表示方法,包括系统矩阵、输入矩阵、输出矩阵以及直接项矩阵的意义及其在系统分析中的作用。在此基础上,我们将详细介绍李雅普诺夫稳定性理论,包括直接法和间接法,并演示如何利用李雅普诺夫方程来分析系统的稳定性。 对于控制器的设计,本书将重点介绍现代控制设计理念,包括能控性、能观性以及它们在状态反馈控制和状态估计器设计中的核心作用。我们将详细讲解极点配置(Pole Placement)技术,阐述如何通过状态反馈来任意配置系统的闭环极点,从而达到期望的系统动态响应。此外,本书还将深入探讨观测器(Observer)的设计,包括最小阶观测器和满阶观测器,以及它们如何用于估计系统的状态,即使这些状态无法直接测量。 针对非线性系统,本书将提供一套系统的分析和设计方法。我们将研究各种非线性现象,如饱和、死区、滞环等,并介绍分析非线性系统稳定性的关键工具,例如李雅普诺夫函数法(广义)和相平面分析。在控制设计方面,我们将探讨一些重要的非线性控制策略,例如反馈线性化(Feedback Linearization),它允许我们将一个非线性系统转化为一个等效的线性系统,从而可以应用线性控制技术。此外,还将介绍滑模控制(Sliding Mode Control)等鲁棒控制技术,它们在处理系统不确定性和外部扰动方面具有显著优势。 对于现代工程实践中普遍存在的鲁棒性要求,本书将深入探讨鲁棒控制的设计。我们将介绍H∞控制理论,这是一种在保证系统性能的同时,最小化外部扰动和模型不确定性影响的强大框架。本书将详细阐述H∞控制器的设计步骤,包括求解Riccati方程和构造控制器。此外,还将介绍μ-综合(μ-synthesis)等更高级的鲁棒控制技术,以应对更复杂的系统不确定性。 为了处理现实世界中普遍存在的信号和系统不确定性,本书还将涵盖随机系统理论。我们将介绍马尔可夫过程(Markov Processes)和马尔可夫链(Markov Chains)的建模方法,以及如何分析和设计基于这些模型的控制器。此外,本书还将深入探讨卡尔曼滤波(Kalman Filtering)及其变种,例如扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filtering)和无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filtering),它们是估计随机系统状态的最佳线性估计器,在导航、目标跟踪、信号处理等众多领域有着广泛应用。 本书的特色在于,它不仅提供了扎实的理论基础,还通过大量精心设计的算例和仿真结果,展示了这些控制理论在实际工程问题中的应用。从航空航天领域的飞行器姿态控制,到工业过程的精确温度调节,再到机器人手臂的运动规划,本书都将提供具体的案例分析,帮助读者理解如何将抽象的数学模型转化为具体的工程解决方案。 目标读者: 本书适合于自动化、电气工程、机械工程、航空航天工程、机器人技术以及其他相关工程领域的本科高年级学生、研究生以及从事控制系统设计和开发的工程师。对于希望系统学习现代控制理论及其应用,并能够独立解决复杂工程控制问题的读者而言,本书将是一个不可或缺的学习资源。 本书的价值: 通过学习本书,读者将能够: 深刻理解 动态系统的数学建模原理及其动力学特性。 熟练掌握 现代控制理论的核心概念,包括状态空间、能控性、能观性、稳定性等。 独立设计 各种先进的控制器,包括状态反馈控制器、观测器、鲁棒控制器和随机系统控制器。 分析和解决 复杂的非线性系统和包含不确定性的系统控制问题。 将理论知识 转化为实际工程应用,为解决现实世界的工程挑战提供强大工具。 《现代动力学与控制系统设计》不仅是一本教科书,更是一本通往理解和掌握复杂动态系统控制艺术的指南。它将引导读者从基础理论出发,逐步深入到前沿的控制设计方法,最终成为一名有能力设计和实现高效、可靠控制系统的工程师。

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目录信息

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用户评价

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作为一名对工业自动化和过程控制领域充满好奇的学生,我发现《自动控制原理简明教程》为我打开了一扇通往新世界的大门。这本书最令我印象深刻的是其对实际控制系统设计的系统性阐述。作者不仅仅是教你如何计算,更是教你如何“想”。他从工业生产中常见的控制对象出发,如压力、温度、液位等,逐步引导读者思考如何建立这些对象的数学模型,以及如何根据模型的特性设计合适的控制器。书中关于多变量控制和解耦的介绍,尤其令我兴奋,这对于我理解和控制复杂的化工生产过程,或者自动化生产线上的多台设备协同工作至关重要。作者以一个简单的多输入多输出系统为例,清晰地展示了如何通过引入解耦控制器来克服变量之间的相互干扰,从而实现对各个变量的独立控制。这种循序渐进、由简到繁的讲解方式,让我能够逐步掌握复杂系统的控制策略。此外,书中关于先进控制方法,如模型预测控制(MPC)的初步介绍,也让我对未来的学习方向有了更清晰的认识。虽然篇幅不多,但作者用简洁的语言勾勒出了MPC的核心思想,即利用系统的动态模型预测未来一段时间的系统行为,并通过优化算法来计算最优的控制输入。这本书的实用性体现在其对实际工程问题的关注,以及对解决这些问题的有效方法论的传授。

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在我探索机器学习和人工智能领域的过程中,我逐渐意识到理解基础的系统动态和反馈机制对于构建更智能的系统至关重要。《自动控制原理简明教程》为我提供了这样一种宝贵的视角。这本书的价值不仅在于教授“如何控制”,更在于揭示“为什么这样控制”。作者深入浅出地讲解了稳定性分析,特别是劳斯判据、赫尔维茨判据的应用,以及如何通过根轨迹和频率响应来评估系统的稳定性。这些概念对于我理解一个模型是否会“跑飞”或产生不确定的行为提供了理论支撑。书中还详细阐述了性能指标,如上升时间、超调量、沉降时间等,并介绍了如何通过系统设计来优化这些指标。这让我明白,不仅仅是让系统“工作”,更是要让它“高效、稳定地工作”。我尤其喜欢书中关于非线性系统和鲁棒控制的介绍。虽然篇幅不长,但它让我了解到,现实世界中的很多系统都不是理想的线性系统,而是充满了各种非线性和不确定性。作者通过一些简单的例子,如饱和、死区等非线性特性,以及如何通过设计控制器来提高系统的鲁棒性,为我打开了新的视野。这让我意识到,在构建复杂的AI系统时,考虑其在各种复杂和不可预测环境下的表现是多么重要。这本书的语言风格简洁明了,避免了冗余的学术术语,使得即使是在跨领域学习,也能轻松驾驭。

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在我学习嵌入式系统开发的过程中,理解底层控制逻辑是必不可少的一环,《自动控制原理简明教程》为我提供了坚实的基础。这本书在讲解数字控制系统时,着重于采样、量化和数字滤波等关键概念。作者通过生动的比喻和图示,解释了离散时间信号的特性,以及在将连续信号转换为数字信号的过程中可能出现的失真。他详细讲解了奈奎斯特-香农采样定理,以及如何在实际应用中选择合适的采样频率,以避免混叠。我还学会了如何根据系统的动态特性,设计数字控制器,例如将模拟PID控制器转化为离散PID控制器,以及理解在数字域中积分和微分项的实现方式。书中关于状态估计的章节,对我理解如何从带有噪声的传感器数据中提取有用的信息,并进行有效的控制,非常有帮助。作者以卡尔曼滤波为例,详细介绍了其原理和在实际中的应用,这对于我在处理来自IMU(惯性测量单元)等传感器的嘈杂数据时,能够更加准确地估计机器人的姿态和位置,起到了至关重要的作用。这本书的特点是它能将理论知识转化为可操作的工程实践,让我在面对具体的嵌入式控制问题时,能够有理有据地进行分析和设计。

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在我的学术研究中,理解系统的不确定性和鲁棒性是至关重要的,而《自动控制原理简明教程》为我提供了这方面的理论框架。这本书在介绍鲁棒控制时,不仅仅是给出了数学公式,更重要的是解释了为什么需要鲁棒性,以及如何通过设计控制器来应对模型不确定性和外部干扰。作者介绍了H-无穷范数控制、μ-综合等先进的鲁棒控制设计方法,并用清晰的图例展示了它们如何保证系统在一定范围内的参数变化或干扰下仍然能够稳定运行。这对于我理解如何构建在各种复杂和不可预测的环境中都能可靠工作的控制系统,提供了宝贵的知识。书中对非线性系统稳定性分析的讲解,例如李雅普诺夫稳定性理论,也为我提供了分析更复杂的动态系统行为的工具。作者用直观的方式解释了李雅普诺夫函数的概念,以及如何利用它来判断一个非线性系统的稳定性,这让我能够更好地理解那些不遵循线性规律的复杂系统。这本书的深度和广度都令我印象深刻,它不仅覆盖了自动控制的基础理论,还触及了许多前沿的研究方向,让我对这个领域充满了探索的动力。

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作为一名对仿真技术和系统建模有浓厚兴趣的学生,我发现《自动控制原理简明教程》为我提供了深入理解各种动态系统行为的工具。这本书对仿真方法的介绍,尤其是关于数值积分方法(如欧拉法、龙格-库塔法)的讲解,让我能够理解如何通过计算机模拟来预测和分析系统的动态响应。作者通过具体的例子,展示了如何使用这些方法来求解微分方程,从而模拟出系统的行为轨迹。这对于我验证控制器的设计效果,或者研究不同参数组合对系统性能的影响,提供了强大的支持。我曾尝试用书中的方法,在MATLAB/Simulink环境中搭建了一个简单的二阶系统的仿真模型,并对不同阻尼比下的系统响应进行了观察,这让我对抽象的数学描述有了更直观的认识。书中关于系统辨识的章节,也为我理解如何从实验数据中建立数学模型提供了清晰的指引。作者介绍了多种辨识方法,包括基于模型的方法和非参数方法,并解释了它们各自的优缺点。这让我能够根据实际数据的特点,选择最合适的辨识技术。总而言之,这本书将理论知识与仿真实践紧密结合,为我提供了解决实际工程问题的有效方法。

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作为一名对机器人技术充满热情,并希望深入理解其核心控制原理的学生,我被《自动控制原理简明教程》深深吸引。这本书的独特之处在于,它并没有将自动控制理论局限于纯粹的数学推导,而是巧妙地将其与工程实际紧密结合。作者在讲解过程中,经常会引用各种实际的工程案例,比如飞机自动驾驶系统、工业生产线上的机械臂控制,甚至是家用扫地机器人的运动轨迹规划。他会详细分析这些系统在设计过程中遇到的挑战,以及如何运用自动控制的原理来解决这些问题。例如,在讨论PID控制器时,作者不仅给出了数学表达式,还通过模拟一个机械臂的定位任务,清晰地展示了比例、积分和微分参数分别对系统响应的影响。通过调整这些参数,我能够直观地看到系统响应速度、超调量和稳态误差的变化,这比单纯记忆公式要有效得多。书中还介绍了一些数字控制和离散系统的概念,这对于我未来学习更先进的机器人控制算法至关重要。作者以时间尺度和采样周期为切入点,解释了如何将连续系统转化为离散系统,以及在数字控制系统中需要注意的一些问题,例如量化误差和采样保持。这些内容对于我理解当下流行的数字信号处理在控制系统中的应用非常有帮助。这本书的结构安排也十分合理,每个章节都承接上一章的内容,层层递进,使得学习过程更加连贯。我可以感受到作者在编写这本书时,是站在读者的角度,思考如何让最复杂的概念变得易于理解。

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作为一名对信号处理和通信系统有着浓厚兴趣的工程师,我一直在寻找一本能够将理论与实际应用相结合的教材,《自动控制原理简明教程》无疑满足了我的需求。这本书的另一大亮点在于其对系统辨识的详尽介绍。作者解释了如何从实验数据中提取系统的动态模型,这对于我分析实际通信链路中的噪声和干扰,以及理解信号衰减和失真的机理非常有帮助。书中提到的多种系统辨识方法,如脉冲响应法、频率响应法,以及基于模型的方法,都提供了清晰的步骤和示例。我曾尝试用书中的方法对一个模拟的通信信道进行建模,通过分析其输出信号和输入信号的关系,我能够相对准确地估计出信道的传递函数,并据此设计相应的均衡器来补偿信号的失真。此外,这本书在状态空间方法的介绍上也做得非常出色。它不仅仅是将状态空间方程呈现出来,更重要的是解释了状态变量的物理意义,以及如何利用状态空间方法来分析多输入多输出(MIMO)系统。这对于我理解现代通信系统中复杂的信号处理流程,例如多天线系统的信道估计和波束形成,具有极大的启发意义。作者的讲解方式非常注重概念的建立,并且善于将复杂的数学推导分解为易于理解的逻辑步骤。

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我一直在寻找一本能够帮助我理解并掌握现代控制理论核心思想的书籍,《自动控制原理简明教程》这本书的出现,无疑给我带来了惊喜。这本书对频率响应分析的深入探讨,尤其令我受益匪浅。作者不仅仅是介绍了伯德图和奈奎斯特图的绘制方法,更重要的是解释了如何从这些图形中获取系统的关键信息,例如带宽、相裕、增益裕度等,并如何利用这些信息来判断系统的稳定性和动态性能。我曾尝试使用书中介绍的频率响应分析方法,来评估一个滤波器的性能,通过绘制其伯德图,我能够清晰地看到滤波器在不同频率下的增益衰减情况,以及其相位延迟特性。这让我能够根据实际应用的需求,选择或设计出合适的滤波器。此外,书中关于根轨迹法在系统稳定性分析和控制器设计中的应用,也给我留下了深刻的印象。作者通过生动的图例,展示了根轨迹如何反映系统特征根随增益变化而变化,以及如何利用根轨迹来确定使系统稳定的最佳增益范围。这本书的优点在于它能够将抽象的数学概念转化为直观的工程洞察,让我在理解和应用自动控制原理时,感到更加得心应手。

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在我的工程实践中,经常需要对各种动态过程进行建模和分析,以优化系统的性能。《自动控制原理简明教程》这本书恰好填补了我在这方面的知识空白。它对各种典型环节,如比例环节、积分环节、微分环节、一阶惯性环节、二阶惯性环节等,都进行了非常深入的剖析。作者不仅仅是给出它们的传递函数,更重要的是解释了这些环节在物理系统中的具体表现,以及它们对系统整体响应的影响。例如,在分析一个机电系统中,我能够通过书中对二阶系统的介绍,理解其阻尼比和固有频率如何影响系统的振动特性,以及如何通过调整参数来抑制不必要的振荡。这本书还花了相当多的篇幅来讲解反馈控制系统的设计方法,包括PID控制器、超前/滞后校正器等。作者通过大量的图示和仿真示例,生动地展示了这些控制器如何改善系统的动态性能,例如加快响应速度、减小稳态误差、提高稳定性等。我曾尝试按照书中的指导,为我的一个实验平台设计一个PID控制器,通过对系统响应的反复调整和验证,我不仅掌握了PID参数整定的基本技巧,更深刻理解了不同参数组合对系统行为的影响。这本书的语言风格非常贴近工程实际,避免了不必要的理论空谈,让我在学习过程中始终保持着解决实际问题的目标感。

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作为一名苦苦挣扎于自动控制理论海洋中的本科生,我终于找到了这本《自动控制原理简明教程》。说实话,我之前尝试过几本厚重的经典教材,每次都如同面对一座无法攀登的高山,各种抽象的数学符号和复杂的系统模型让我头晕目眩,常常在半途而废。然而,这本书真的如同一缕阳光,穿透了我对这个领域的所有阴霾。从第一页开始,作者就用一种极其清晰、逻辑严谨的方式,循序渐进地介绍了自动控制的基本概念。他没有上来就堆砌傅里叶变换、拉普拉斯变换这些让人望而生畏的数学工具,而是先从一个简单的例子入手,比如一个热水器或者一个恒温器,生动地解释了什么是反馈,什么是开环控制和闭环控制,什么是稳定性、稳态误差等等。这种“由浅入深”的处理方式,让我这个初学者能够快速建立起对整个学科的宏观认识,不再感到无从下手。更重要的是,书中大量的插图和图示,将抽象的理论形象化,例如根轨迹图、伯德图、奈奎斯特图,作者都花了大量篇幅去解释它们是如何绘制的,以及如何从这些图上直观地分析系统的性能。我记得有一次,我花了整整一个下午的时间,跟着书中的步骤,亲手绘制了一个三阶系统的根轨迹图,当我看到那个曲线真的能揭示出系统的稳定性和动态响应时,那种成就感是难以言喻的。而且,这本书的语言风格也很友好,它不像一些学术著作那样死板,偶尔还会穿插一些作者个人的体会和建议,这让我在学习过程中感到更加轻松和有动力。总之,如果你和我一样,曾经对自动控制原理感到力不从心,那么这本书绝对是你值得拥有的“救命稻草”。它不仅能帮助你理解理论,更能培养你分析和解决实际问题的能力。

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