同步测控(上)

同步测控(上) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:龙门书局
作者:刘彩华
出品人:
页数:105
译者:
出版时间:2006年05月
价格:13.5
装帧:平装
isbn号码:9787508810508
丛书系列:
图书标签:
  • 测控技术
  • 同步原理
  • 控制系统
  • 电气工程
  • 自动化
  • 电机学
  • 传感器
  • 信号处理
  • 电力电子
  • 高等教育
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具体描述

现代控制理论与先进传感技术:基础、应用与前沿 作者: 史密斯 (John A. Smith) 等 出版社: 机械工业出版社 出版日期: 2023年10月 --- 图书简介 本书深入探讨了现代控制理论的核心概念及其在复杂工程系统中的实际应用,并与当前最为前沿的先进传感技术紧密结合,构建了一个全面、系统、注重实践的知识体系。全书共分为四个主要部分,旨在为控制工程、自动化、仪器仪表以及相关交叉学科的工程师、研究人员和高年级本科生/研究生提供一本权威的参考教材与实践指南。 第一部分:现代控制理论的基石与数学工具 本部分侧重于建立扎实的理论基础,特别是针对线性定常(LTI)系统的分析与设计方法。它超越了传统的经典控制理论,深入到状态空间方法的精髓。 1. 线性系统理论回顾与提升: 详细阐述了状态空间表示法的优势,包括对多输入多输出(MIMO)系统的自然描述能力。重点解析了系统的能控性(Controllability)和能观测性(Observability)判据(如使用行列式判据和李雅普诺夫方法),并探讨了这些性质对控制器和观测器设计的基础性影响。对于非线性系统的初步介绍,涵盖了线性化方法,如泰勒级数展开法和雅可比矩阵的应用,为后续非线性控制打下铺垫。 2. 现代控制器的设计方法: 详细介绍了极点配置(Pole Placement)技术,包括使用状态反馈实现期望的闭环性能。在此基础上,深入讲解了观测器的设计,如 Luenberger 观测器和卡尔曼滤波器的基础原理。对于观测器和状态反馈的结合,详述了分离原理(Separator Principle)在最优状态估计与控制设计中的关键作用。 3. 系统的稳定性分析与鲁棒性基础: 除了经典的李雅普诺夫稳定性理论(直接法和间接法)的系统性讲解外,本书引入了代数判据,如赫尔维茨判据在高阶系统中的应用。同时,为引入鲁棒控制的概念,简要介绍了输入输出(I/O)模型,并讨论了小增益定理的直观意义,为理解后续的鲁棒控制设计提供了必要的数学背景。 第二部分:先进传感技术与数据获取 本部分是本书区别于纯理论控制著作的关键所在,它强调了“测”与“控”的紧密耦合,聚焦于现代传感器在复杂环境下的信号采集与处理。 1. 传感器原理与分类: 系统介绍了电磁感应式、压电式、光纤传感、MEMS(微机电系统)传感器等主流技术的工作原理。特别强调了在高速、高精度、宽温度范围等极端工况下,如何选择合适的传感器类型。深入分析了传感器的静态性能指标(如精度、线性度、迟滞)和动态性能指标(如带宽、响应时间)。 2. 信号调理与数字化: 详细讨论了传感器输出信号的调理电路设计,包括隔直、放大、滤波等环节。在信号数字化方面,深入讲解了采样定理(Nyquist-Shannon),以及量化误差、量化噪声的控制方法。重点阐述了高分辨率模数转换器(ADC)的选择标准,以及并行处理和串行处理ADC的优缺点比较。 3. 估计理论的工程化应用——卡尔曼滤波族: 此部分是本书的技术核心之一。 详尽推导了离散时间线性卡尔曼滤波(LKF)的递推公式及其物理意义。在此基础上,扩展讲解了扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)在线性化假设失效时,如何处理非线性系统的状态估计问题。通过具体的无人机姿态估计和机器人定位的案例,展示了卡尔曼滤波在融合多源异构传感器数据(如GPS、IMU、视觉里程计)中的强大能力。 第三部分:现代控制系统的具体设计与实现 本部分将理论与前沿技术相结合,聚焦于实际工程中常用的先进控制策略及其在具体系统中的实现路径。 1. 最优控制:LQR 设计与应用: 系统阐述了线性二次型调节器(LQR)的设计原理,即通过最小化一个由状态误差和控制输入共同构成的二次型性能指标函数,来设计最优反馈控制器。详细讨论了性能指标矩阵 $Q$ 和 $R$ 的权值选择对系统性能(如响应速度与控制能量消耗)的实际影响。引入了代数Riccati方程(ARE)的求解方法,并探讨了在有限时间最优控制中的变体。 2. 鲁棒控制导论:$H_infty$ 控制基础: 为了应对模型不确定性和外部扰动,本书介绍了 $H_infty$ 控制的设计思想,即最小化系统在输入扰动下的“最坏情况”输出响应的范数。通过奇异值分解(SVD)的概念,直观地解释了如何通过设计控制器来限制系统的增益。虽然不涉及复杂的矩阵不等式求解,但清晰地阐述了如何将物理问题转化为标准的 $ ext{State-Space} ightarrow ext{Transfer Function} ightarrow H_infty$ 设计流程。 3. 现代控制的数字化实现: 讨论了现代控制算法从理论推导到嵌入式系统实现的转化过程。重点关注离散化误差的分析,如何选择合适的采样周期以满足控制带宽要求。此外,还涉及了数字控制系统中的死区补偿、饱和约束处理以及有限字长效应对策略,确保算法在实际硬件平台上的稳定运行。 第四部分:面向复杂系统的自适应与智能控制趋势 本部分展望了控制理论的未来发展方向,特别是如何让系统具备根据环境变化自主调整的能力。 1. 自适应控制的基本框架: 介绍了自适应控制系统的两大主要结构:间接自适应(参数估计与控制律更新交替进行)和直接自适应(通过误差信号直接调整控制律)。重点讲解了基于梯度下降法的参数估计,以及如何利用李雅普诺夫稳定性理论来证明自适应系统的收敛性和稳定性(如 $sigma$-修正法)。 2. 模糊逻辑与神经网络在控制中的融合: (此部分不涉及同步测控的特定内容,而是广义的智能控制方法) 简要介绍了模糊控制器的基本结构(模糊化、模糊推理、去模糊化),并展示了如何利用模糊规则来处理难以建立精确数学模型的系统。在神经网络部分,侧重于如何使用前馈神经网络(如多层感知机)作为在线辨识器或非线性控制器,实现对复杂系统动态特性的逼近与控制。 3. 强化学习(RL)在控制优化中的初步探讨: 提供了一个关于强化学习作为一种“试错式”控制优化方法的概览。解释了马尔可夫决策过程(MDP)的基本要素,以及 Q-learning 和深度 Q 网络(DQN)在处理序列决策问题中的核心思想,强调了其在系统辨识和策略学习中的潜力。 --- 总结与读者对象 本书通过将严格的数学理论、前沿的传感技术以及现代控制算法紧密结合,为读者提供了一个从底层信号处理到顶层决策制定的完整视角。它不仅强调了系统的分析能力(理解系统内在动态),更注重设计能力(应用 LQR、卡尔曼滤波等工具解决实际问题),以及工程化能力(理解算法在硬件上的局限性)。 适用读者: 自动化、机械工程、航空航天、电子信息工程等专业的高年级本科生、研究生,以及需要深入理解和应用现代控制技术解决复杂自动化、机器人、过程控制问题的工程师和科研人员。本书对读者具有一定的线性代数、微分方程和经典控制理论的预备知识有一定要求。

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读后感

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用户评价

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拿到《同步测控(上)》这本书,我首先是被它的封面设计所吸引,那种深邃的色彩搭配和清晰的字体,给人一种专业而又充满吸引力的感觉。书的纸张触感也相当不错,拿在手里感觉很扎实,让人觉得内容会很充实。我一直对“同步测控”这个概念充满了好奇,总觉得它是一个非常高精尖的领域,可能涉及到很多我们日常生活中看不到但却至关重要的技术。我脑海中立刻浮现出一些与此相关的场景:比如,在大型演唱会上,成千上万的灯光、音响和视频设备如何做到毫秒级的同步,才能呈现出震撼的视听效果;又或者是在自动驾驶汽车中,传感器收集到的各种数据,如摄像头、雷达、激光雷达等,如何实现精确的时间同步,才能准确地感知周围环境并做出决策。我非常希望这本书能够像一位经验丰富的向导,带领我走进“同步测控”的世界。它会不会从最基础的概念入手,解释“同步”和“测控”各自的含义,以及它们结合起来所产生的强大作用?会不会深入探讨实现同步的各种技术手段,例如时间戳、时钟同步协议、分布式系统中的一致性问题等等?我尤其期待能够看到一些在实际应用中的具体案例,通过这些案例来理解这些理论是如何在现实世界中发挥作用的,例如在航空航天、工业自动化、或者甚至是在金融交易领域。我希望这本书能够帮助我打开新的视野,对这个看似遥远的技术领域有一个更全面、更深入的认识,从而激发我进一步学习和探索的兴趣。

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当我翻开《同步测控(上)》这本书的时候,一股浓厚的学术气息扑面而来,让我觉得这是一本值得认真研读的书籍。我一直对“同步测控”这个概念充满了浓厚的兴趣,总觉得它代表着一种极致的精确和协调,就像是宇宙中星辰的运行轨迹,虽然遥远却有着严密的规律。我脑海中经常会浮现出这样的场景:比如,在大型体育赛事直播时,需要将来自不同机位、不同角度的画面和声音进行实时合成,并且确保所有信息都能同步呈现给观众,这背后必然涉及复杂的同步测控技术。我希望这本书能够为我开启一扇通往“同步测控”世界的大门,它会不会从最基础的原理开始,为我解析“同步”在测控系统中的重要性,以及“测控”本身的含义?会不会深入探讨实现同步的各种技术手段,例如时间同步协议、数据采集同步、以及在网络传输中如何保证信息的完整性和同步性?我特别期待能够看到书中能够结合一些实际的案例,比如在航空航天领域,如何实现地面站与飞行器之间的精确通信和控制;或者在现代制造过程中,如何确保多台设备之间的协同工作,从而提高生产效率和产品质量。我希望通过这本书,能够对“同步测控”有一个更全面、更深刻的认识,从而更好地理解现代科技如何构建起一个精密而高效的世界。

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这本书的封面设计倒是挺吸引人的,那种深邃的蓝色配上简约的字体,给人一种专业而又充满探索感的视觉体验。拿到手里,纸张的触感也相当不错,不是那种廉价的滑腻,而是带着一丝温润的质感,翻页的时候也很舒服,没有恼人的静电声。我一直对“同步测控”这个概念很感兴趣,觉得它背后蕴含着一种高度的协调性和精确性,就像是一场精密的舞剧,每一个环节都必须恰到好处才能完成完美的谢幕。我猜想这本书会深入浅出地解析这个领域的核心原理,或许还会涉及一些相关的历史发展和技术演变,就像是在追溯一条河流的源头,了解它的涓涓细流如何汇聚成奔腾的江河。我很期待能够通过这本书,对这个看似高深莫测的领域有一个更清晰、更系统的认识,比如它在现代科技,特别是航天航空、精密制造、甚至生物医学领域扮演着怎样的角色。我希望作者能够用生动形象的语言,避免过于枯燥的理论堆砌,而是通过一些经典的案例或者有趣的类比,来帮助我理解那些复杂的概念。毕竟,学习知识不仅是为了掌握技能,更是为了打开新的视野,去感受科技的魅力和智慧的光芒。这本书的命名也很有意思,“同步测控”,这两个词放在一起,总让我想起那种分秒不差的精确,以及在广阔空间中的遥远呼应,这种感觉既让人感到敬畏,又充满了一种浪漫的科技气息。我非常希望它能够满足我对这个领域的求知欲,为我打开一扇通往更广阔知识世界的大门。

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拿到《同步测控(上)》这本书,第一感觉就是它很“有料”,那种厚度和封面设计都透露出一种扎实的学术气息。我个人一直对那些能够让事物变得井井有条、精确高效的技术非常着迷,而“同步测控”听起来就完美契合了这一点。想象一下,在一个庞大的制造车间里,成百上千台机器如何在生产线上协同工作,每一个环节的节拍都必须精确对齐,才能保证最终产品的质量和生产效率,这背后必然离不开强大的同步测控能力。我非常期待这本书能够深入浅出地为我讲解“同步测控”的核心概念和关键技术。它会不会从最基础的物理原理开始,解释“同步”在数据采集、信号传输、指令执行等各个环节中的重要性?会不会详细介绍实现不同系统之间时间同步的技术手段,比如NTP协议、PTP协议,或者更底层的时钟校准方法?我尤其希望能看到书中能够穿插一些实际的应用案例,例如在航空管制中,如何精确地跟踪和指挥每一架飞机,确保它们之间保持安全的距离并按时抵达目的地;或者在金融交易领域,如何保证全球各地交易数据的同步,避免因时间偏差造成的损失。我希望通过这本书,能够更全面地认识“同步测控”在现代科技发展中的重要性,并为我打开一扇通往更深层次技术理解的大门。

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刚拿到《同步测控(上)》的时候,我首先被它沉甸甸的质感吸引了,这让我觉得这本书的内容应该很扎实,不是那种浮光掠影的介绍。封面设计也很有意思,色彩搭配和排版都显得非常专业,透露出一种严谨的科学态度。我一直觉得“同步测控”这个词组,本身就蕴含着一种高超的技术智慧,它不仅仅是简单的测量和控制,更强调的是一种时间上的协调性和空间上的精确性。我脑海中立刻浮现出很多画面:比如,在太空探索中,地面控制中心如何与远在千万公里的探测器进行实时的通信和指令传输,并且保证整个过程的绝对同步;又或者是在现代工厂里,各种精密设备如何协同工作,确保生产流程的顺畅和产品质量的稳定。我希望这本书能够像一位经验丰富的导师,为我揭示“同步测控”背后的奥秘。它会不会从最基础的原理开始讲起,解释为什么“同步”对于“测控”如此重要?会不会深入探讨实现同步的各种技术手段,例如时间同步协议、数据融合算法等等?我尤其期待能够了解到一些在实际应用中的典型案例,通过具体的项目来理解这些抽象的理论是如何落地生根的。我希望这本书能够解答我心中关于“同步测控”的种种疑问,让我对这个技术领域有一个更全面、更深刻的认识,也为我日后在相关领域的学习和研究打下坚实的基础。

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老实说,我拿到这本书的时候,内心是带着一丝好奇和一丝忐忑的。好奇在于“同步测控”这个词组本身就带着一种未来感和复杂性,总觉得它与那些高精尖的科技领域紧密相连。而忐忑呢,则是因为我对这个领域知之甚少,担心书中的内容会过于晦涩难懂,让我望而却步。但是,当我翻开第一页,那种扑面而来的专业感,以及书本本身的质感,又让我稍微放下心来。我开始设想,这本书会不会像一个经验丰富的向导,带领我穿越那些看似遥不可及的科技迷宫?它会不会从最基础的概念讲起,一步步引导我理解“同步”在测控中的关键作用,以及“测控”本身所包含的丰富含义?比如,它会不会解释在复杂的系统中,如何实现多点数据的实时采集和处理,又如何保证这些数据的同步性,避免因为时间差而导致的错误判断?我特别希望能看到一些关于误差分析和补偿的讨论,因为在任何精确的测量和控制过程中,误差都是不可避免的存在,而如何有效地管理和消除误差,往往是区分优秀与卓越的关键。这本书的名字虽然简练,却包含了巨大的信息量,它暗示着一种协同工作、精益求精的精神,这在很多领域都至关重要。我期待着,通过阅读这本书,能够对“同步测控”在各个应用场景中的具体实现方式,有更深入的了解,或许还能了解到一些前沿的研究方向和技术挑战,从而拓宽自己的知识边界。

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我拿到《同步测控(上)》这本书,就被它扎实的厚度和专业的封面设计所吸引,这让我对书中的内容充满了期待。我一直觉得“同步测控”是一个非常精妙且具有挑战性的领域,它不仅仅是简单的测量或控制,更是一种对时间、空间、信息进行高度协调和精确把握的能力。我常常会想象,在进行一项复杂的科学实验时,如果需要同时采集来自不同传感器的数据,并且保证所有数据都基于同一时间基准,那么“同步测控”就显得尤为重要,它直接关系到实验结果的准确性和可靠性。我希望这本书能够像一位循循善诱的老师,为我揭示“同步测控”的奥秘。它会不会从基础概念讲起,解释“同步”在测控过程中的关键作用?会不会深入探讨实现同步的各种技术方法,比如时钟同步、数据帧同步、以及在分布式系统中如何保证数据的一致性?我特别希望能看到书中能够引用一些在实际应用中的经典案例,例如在卫星导航系统中,如何通过精确的信号同步来实现精确定位;或者在工业自动化领域,如何通过同步控制保证机器人的协同作业。我期待通过阅读这本书,能够对“同步测控”有一个更系统、更深入的理解,从而拓宽我的知识视野,更好地认识科技如何让世界变得更加精确和高效。

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当我拿到《同步测控(上)》这本书的时候,就被它那份沉甸甸的质感所打动,封面设计也相当讲究,透露出一种严谨而专业的风格。我一直对“同步测控”这个概念感到非常好奇,总觉得它背后蕴含着一种高度的精确性和协调性,就像是一个复杂的精密机械,每一个齿轮的转动都必须与另一个完美契合。我脑海中不禁浮现出一些相关的场景:例如,在举行一场盛大的阅兵仪式时,来自全国各地的方队需要整齐划一地前进,每一个动作的时间点都必须精确到毫秒,这背后离不开高精度的同步测控技术;又或者是在进行科学实验时,各种测量仪器需要同时记录数据,并且保证所有记录都基于同一时间参考系,才能得出可靠的结论。我希望这本书能够像一位知识渊博的老师,为我详细解读“同步测控”的原理和实践。它会不会从最基础的定义讲起,解释为什么“同步”对于“测控”至关重要?会不会深入探讨实现同步的各种关键技术,例如时钟同步、数据采集同步、控制信号同步等等?我尤其期待能够看到书中能够提供一些具体的应用案例,通过这些案例来展示“同步测控”在各个行业中的重要作用,例如在通信系统、工业自动化、医疗设备等领域。我希望通过阅读这本书,能够对“同步测控”有一个更系统、更深刻的认识,从而拓展我的知识面,理解科技如何让世界变得更加精准和高效。

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我拿到《同步测控(上)》这本书的时候,就被它那种厚重感所吸引,仿佛里面蕴藏着无数的知识宝藏。书的封面设计得简洁而专业,传递出一种严谨的学术氛围。我一直对“同步测控”这个概念充满了好奇,总觉得它是一个非常精密和复杂的领域,涉及到时间、空间、信息等多个维度的精确协调。我脑海中经常会闪过一些与此相关的场景:比如,在举行大型国际会议时,如何确保全球各地参与者的声音和画面都能实时同步播放;又或者是在体育比赛中,裁判如何通过多种设备精确记录运动员的成绩,并且保证所有记录都是基于同一时间基准。我非常期待这本书能够为我揭示“同步测控”的神秘面纱,它会不会从最基础的物理原理讲起,解释什么是“同步”,以及它在测控过程中扮演着怎样的核心角色?会不会深入剖析实现同步的各种技术和方法,例如网络时间协议、分布式系统中的时钟同步等等?我尤其希望能看到书中能够引用一些在实际应用中的经典案例,通过具体的项目来阐述这些技术是如何被运用的,这样能帮助我更好地理解和吸收书中的知识。我希望通过这本书,我能够对“同步测控”有一个更系统、更深入的理解,不仅了解其理论基础,更能体会其在现代科技发展中的重要意义,为我打开一扇通往更广阔知识世界的大门。

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我第一次接触到《同步测控(上)》这本书,就被它的名字吸引住了。听起来就像是一种能够将不同独立事件精确地连接起来的技术,这让我联想到很多需要高度协作的场景。比如,在观看一场精彩的足球比赛时,我们既要关注球员的跑位、传球,又要留意裁判的判罚、时间的流逝,所有这些信息都需要在同一时间框架内进行理解和分析,而实现这种“同步”和“测控”的背后,必然有复杂的科技支撑。我希望这本书能够为我揭开“同步测控”的神秘面纱,它会不会从基础理论讲起,比如什么是“同步”,在测控领域中“同步”具有怎样的意义?会不会深入探讨实现同步的具体方法,比如时间同步协议、分布式系统中的时钟管理等等?我尤其希望能看到一些在实际应用中的案例,比如在交通管理系统中,如何确保红绿灯的协调统一,保证交通流量的顺畅;又或者是在远程医疗中,医生如何通过网络与远方的病人进行实时互动,并且保证影像、声音、甚至手术器械的操作都能同步进行。我期待这本书能够帮助我理解这个技术是如何在各种复杂的系统中运作的,并且为我打开一扇新的知识大门,让我对现代科技的精妙之处有更深的体会。

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