自动控制原理（线性部分） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:哈尔滨工程大学出版社

作者:叶方

出品人:

页数:218

译者:

出版时间:2006-3

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787810737944

丛书系列:

图书标签:

• 自动控制原理
• 控制理论
• 线性系统
• 反馈控制
• 系统分析
• 数学模型
• 传递函数
• 频率响应
• 稳定性分析
• 控制系统设计

经典智慧与现代洞见：探索人机协同的奥秘 《自动控制原理（线性部分）》并非一本关于量子纠缠的惊悚小说，也不是一本描绘星际穿越的科幻史诗。它也并非深入探讨古老东方哲学中“道”的玄妙，更与探讨现代社会心理学中个体动机的形成机制相去甚远。 这本书，聚焦于一个更为具体而深远的领域：系统如何能够自主地执行预设任务，并在受到外界干扰时进行自我调节，以维持其稳定性和达到预期目标。 简而言之，它揭示的是“智能”在物质世界中的一种最基础、也最普适的实现方式。 想象一下，我们日常生活中的许多设备，从简单的恒温器，到复杂的飞行器，再到庞大的工业生产线，它们之所以能够高效、稳定地运行，背后都有一套精密的“大脑”在指挥。这本书正是要为你揭开这套“大脑”的面纱，让你理解它是如何思考、如何决策、如何行动的。 核心理念：反馈与补偿 这本书的核心思想，在于“反馈”机制。你是否曾有过这样的经验：当你感到冷，你会不自觉地穿上衣服；当你握着一个不稳的物体，你会下意识地调整手部力度以保持平衡。这些都是生物体最原始的反馈与补偿。在工程领域，这个概念被提炼和数学化，成为实现自动控制的基石。 我们将深入探讨如何利用输出信号来监测系统的实际状态，并将其与期望状态进行比较，从而产生“误差”信号。 这个误差信号，就是系统“知道”自己哪里做得不够好的关键。 线性系统的数学语言 本书将使用严谨的数学工具来描述和分析这些自动控制系统。我们将专注于“线性系统”，这意味着系统中各个变量之间的关系可以用线性方程来精确表达。这种简化使得我们能够运用一套成熟的数学理论来理解系统的行为，预测其响应，并设计出有效的控制器。 传递函数： 你将学会如何用一个简洁的数学表达式——传递函数，来描述输入信号如何转化为输出信号。这就像是系统的“基因图谱”，清晰地展现了其内在的动态特性。 时域分析： 我们将研究系统在不同输入信号（如阶跃信号、脉冲信号）作用下的瞬态响应和稳态响应。你将理解系统是如何从一个状态平稳过渡到另一个状态的，以及它最终会趋向于何种表现。 频域分析： 另一种强大的分析工具是频域。我们将探讨系统对不同频率信号的响应，这有助于我们理解系统的带宽、阻尼特性等关键性能指标。 稳定性分析： 这是自动控制中最核心的问题之一。一本优秀的自动控制原理书籍，必然会深入讲解如何判断一个系统是否“稳定”，即在受到干扰后能否恢复到平衡状态，而不会失控。我们将接触到诸如劳斯-霍尔维茨判据、奈奎斯特判据等经典的稳定性判断方法。 控制器设计：智能的注入 了解了系统的基本原理和分析方法之后，我们便可以开始设计“控制器”，也就是给系统注入“智能”，让它更好地执行任务。 PID控制器： 作为最经典、应用最广泛的控制器，比例-积分-微分（PID）控制器将是重点讲解的对象。你将理解比例（P）项如何响应当前误差，积分（I）项如何消除稳态误差，以及微分（D）项如何预测未来趋势，从而实现精准的控制。 根轨迹法： 这是一种直观的图形化方法，用于分析控制器参数变化对系统稳定性和性能的影响。通过绘制根轨迹，我们可以清晰地看到系统“灵魂”的迁移路径，并据此调整控制器参数。 频率响应设计： 基于频域分析，我们将学习如何通过调整控制器的频率响应来改善系统的稳定性、带宽和抗干扰能力。 系统建模：理解世界的基石 在进行任何控制设计之前，我们首先需要对被控对象建立一个准确的数学模型。这本书将引导你理解各种常见系统的建模方法。 物理建模： 对于机械、电气、液压等系统，我们将学习如何利用物理定律（如牛顿定律、基尔霍夫定律）来建立描述其运动和能量转换的微分方程。 系统辨识： 在某些情况下，直接建模可能非常困难。这时，我们可以通过实验测量系统的输入输出数据，然后利用系统辨识技术来估计系统的模型参数。 为什么学习自动控制原理？ 学习《自动控制原理（线性部分）》，不仅仅是为了掌握一门工程技术，更是为了培养一种系统性思维和解决复杂问题的能力。它让你学会： 将一个复杂的现实问题抽象成一个可分析的数学模型。 理解系统内部的动态交互关系。 设计出能够实现特定目标的智能决策机制。 评估和优化系统的性能。 这本书为你打开一扇通往现代工程世界的大门。无论你是对机器人技术、航空航天、智能制造，还是对更广泛的自动化和智能化应用感兴趣，本书所提供的坚实理论基础都将是你不可或缺的起点。它将帮助你理解那些驱动现代社会高效运转的“看不见的手”，并赋予你参与创造未来智能系统的能力。

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这本书的配套资源和排版质量也值得称赞。内页的字体清晰，图表规范，几乎没有发现印刷或编辑上的错误，这在理工科教材中是很不容易得的。而且，书后附带的附录部分，对于一些基础的数学背景知识进行了简洁的回顾，比如矩阵求逆的常用方法和一些傅里叶变换的性质，这对于那些基础稍弱的读者来说简直是雪中送炭，避免了为了查阅一个公式而频繁中断阅读的烦恼。最关键的是，它构建了一个严谨的知识体系，线性系统从时域到频域，从时间响应到频率响应，所有的概念环环相扣，逻辑链条完整无瑕。阅读完这本书，我感觉自己对线性控制系统的分析和初步设计已经建立起了扎实而自信的基础，完全可以应对后续更复杂的非线性或现代控制理论的学习。它不仅仅是一本教材，更像是一份高质量的专业入门指南，为我打开了通往复杂工程世界的一扇坚实大门。

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这本书的封面设计着实吸引人，那深邃的蓝色调，配上简洁有力的白色字体，透露着一种专业而又不失深度的气息。我本来对接上学期那本厚厚的《自动控制原理》教材心存畏惧，总觉得那些复杂的数学推导和抽象的系统模型遥不可及。但翻开这本《自动控制原理（线性部分）》后，我的顾虑瞬间消散了大半。它并没有一上来就用一大堆晦涩难懂的微分方程轰炸读者，而是非常平稳地从最基础的概念讲起，比如什么是反馈，什么是开环系统。作者似乎非常理解初学者的困境，每一个定义都配上了清晰的工程实例，让我仿佛置身于一个实际的工厂车间，而不是冰冷的理论殿堂。特别是关于传递函数和框图代数的那几个章节，讲解得极其透彻，即便是那些需要反复推敲的代数运算，作者也用近乎手把手的指导方式，将每一步的逻辑脉络清晰地呈现出来。这不像是在啃一本教科书，更像是在一位经验丰富的老工程师的带领下，进行一次系统化的思维训练。我对控制系统的直观认识，在阅读的过程中得到了极大的加强，那种“原来如此”的顿悟感，是很多同类书籍难以给予的。

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这本书的行文风格简直是一股清流。我曾尝试阅读过几本国外引进的教材，那些译文往往生硬拗口，大量的专业术语堆砌在一起，让人读起来喘不过气。然而，这本《自动控制原理（线性部分）》的文字流畅自然，充满了逻辑的美感。它的叙述节奏把握得恰到好处，总能在关键的转折点设置一些启发性的提问，引导我主动去思考接下来的内容，而不是被动地接受信息。例如，在讲解系统的时域响应特性时，作者没有满足于仅仅给出阶跃响应的公式，而是深入分析了阻尼比对系统动态性能的决定性影响，甚至用到了非常形象的比喻来描述欠阻尼、过阻尼以及临界阻尼状态下的系统行为——这比单纯看曲线图要直观得多。更值得称赞的是，书中对于拉普拉斯变换的引入处理得非常巧妙，它没有将其作为一个独立的数学工具来讲解，而是紧密结合控制系统的解耦和简化需求，让读者深刻理解“为什么我们需要学这个”。这种以应用驱动的讲解方式，极大地提升了我学习的积极性。

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如果说有什么让我感到惊喜的，那就是这本书对于经典控制理论中“稳定性”这一核心概念的探讨深度。很多教材只是简单地介绍李雅普诺夫判据或者劳斯表，然后就草草带过，把“稳定”当成一个既定的事实。但《自动控制原理（线性部分）》却用了相当大的篇幅，从能量的角度、从映射的角度，去剖析稳定性的物理意义和数学本质。我特别喜欢其中关于“根轨迹”的章节，它不仅仅是教我们如何“画图”，更重要的是揭示了控制器参数变化对系统闭环极点位置的动态影响，从而使得设计过程具有了极强的可视化和可操作性。书中的例题设计非常精妙，它们并非那种脱离实际的纯数字游戏，而是紧密围绕电力系统、机械伺服等实际工程问题展开。通过分析这些案例，我才真正明白，控制工程的核心价值就在于如何在性能（速度、精度）和鲁棒性（抗干扰、稳定性）之间找到那个最佳的平衡点。这种将理论与实践深度融合的处理方式，无疑是这本书最宝贵的财富之一。

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坦率地说，我对比过好几本同类书籍，很多都过于偏重于数学模型的推导，仿佛是为了展示作者的数学功底。而这本《自动控制原理（线性部分）》，则展现了一种更成熟的工程思维——工具应服务于目的。书中对于频域分析方法的阐述，尤其出色。奈奎斯特图和波德图的讲解，清晰地展现了系统在不同频率下的增益和相位的变化规律，这对于理解系统的抗干扰能力至关重要。作者在介绍伯德图时，非常细致地解释了高低通滤波特性与系统动态响应之间的内在联系，这一点常常被其他教材忽略。此外，本书在讨论系统的设计与校正时，采取了一种“问题导向”的策略，先提出一个具体的性能指标要求（比如超调量不能超过20%，调节时间小于3秒），然后自然而然地引出如何通过PID控制器或超前/滞后校正网络来实现这一目标。这种由果溯因的教学方法，极大地提高了知识的迁移能力，让我感觉自己不是在学习一套固定的算法，而是在掌握一套解决实际问题的思维框架。

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