计算机控制原理与系统 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:张汝波，徐东编

出品人:

页数:0

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出版时间:

价格:14

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isbn号码:9787810733649

丛书系列:

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• 计算机控制
• 控制原理
• 控制系统
• 自动化
• 嵌入式系统
• 单片机
• PLC
• MATLAB
• Simulink
• 工业控制

《算法的艺术：从概念到实践的探索》 本书深入剖析了算法的本质，揭示了它们如何作为解决问题的核心逻辑，在计算机科学的广阔领域中扮演着至关重要的角色。我们并非简单罗列各种算法，而是致力于构建一个清晰的知识体系，帮助读者理解算法的设计思想、分析方法以及在实际应用中的权衡与选择。 第一部分：算法基础与思维 本部分将从最基础的概念入手，为读者打下坚实的算法基础。我们将探讨算法的定义、特性以及评价标准，例如时间复杂度和空间复杂度，并介绍常用的渐进记号，如大O、大Ω和Θ。在此基础上，我们将引导读者掌握将实际问题抽象为算法模型的能力，培养严谨的计算思维。 算法的定义与特性： 什么是算法？它的构成要素有哪些？我们强调算法的确定性、可行性、有效性与输出性。 算法分析： 如何衡量一个算法的好坏？我们将详细讲解时间复杂度和空间复杂度的概念，并通过实例演示如何分析简单算法的复杂度。 渐进记号： 掌握大O、大Ω和Θ记号，理解它们在描述算法效率时的作用，以及如何利用它们进行算法的渐进分析。 问题抽象与建模： 学习如何将现实世界中的问题转化为计算机可以处理的数学模型，这是设计高效算法的第一步。 第二部分：经典算法范式与技巧 这一部分将系统介绍几种核心的算法设计范式，以及一些通用的算法设计技巧。我们将通过大量精心设计的示例，引导读者理解这些范式背后的思想，并学会如何将其应用于解决各种类型的问题。 分治策略： 深入理解“分而治之”的思想，学习如何将复杂问题分解为若干个规模更小的相同或相似的子问题，然后递归地解决这些子问题，最后将子问题的解合并起来。我们将通过归并排序、快速排序、矩阵乘法等经典算法来阐释分治法的应用。 动态规划： 探索如何通过存储子问题的解来避免重复计算，以解决具有重叠子问题和最优子结构性质的问题。我们将讲解动态规划的基本思想，包括状态定义、状态转移方程和边界条件，并通过背包问题、最长公共子序列、最短路径等实例进行演示。 贪心算法： 学习如何通过每一步都做出当前最优的选择，来期望获得全局最优解的策略。我们将分析贪心算法适用的条件，并展示其在活动选择问题、霍夫曼编码、最小生成树（Prim、Kruskal算法）等问题中的应用。 回溯与分支限界： 掌握在搜索解空间时，通过剪枝和回溯来提高效率的方法。我们将探讨回溯法的基本框架，以及如何利用分支限界来优化搜索过程，解决诸如N皇后问题、旅行商问题（近似解）等组合优化问题。 图算法： 聚焦于图这种重要的数据结构，深入研究相关的算法。我们将讲解图的表示方法（邻接矩阵、邻接表），以及经典的图遍历算法（DFS、BFS）。在此基础上，我们将详细介绍最短路径算法（Dijkstra、Floyd-Warshall）、最小生成树算法（Prim、Kruskal）、拓扑排序等。 第三部分：高级算法主题与实践 本部分将进一步拓展读者的算法视野，介绍一些更高级的算法主题，并强调算法在实际工程中的应用。 查找与排序的深入： 除了介绍基础的排序算法，我们还将探讨更高效的排序方法，如堆排序、桶排序、基数排序，以及它们的适用场景。对于查找算法，我们将深入理解二分查找的原理和优化。 字符串匹配算法： 探索高效的字符串匹配方法，如朴素匹配、KMP算法、Boyer-Moore算法，理解它们的时间复杂度以及在文本搜索、模式识别等领域的应用。 数据结构与算法的结合： 强调数据结构是算法实现的基础，例如散列表（哈希表）、平衡二叉搜索树（AVL树、红黑树）、堆等数据结构如何支持高效的算法操作。 NP-完全问题初步： 简要介绍NP-完全问题的概念，理解这类问题的计算难度，以及在实际中如何寻求近似解或启发式算法。 算法工程实践： 讨论在实际软件开发中，如何选择合适的算法，如何进行算法的性能调优，以及如何利用现有的库和工具来高效实现算法。我们将强调代码的可读性、可维护性与算法效率的平衡。 本书特色： 循序渐进的教学方法： 从基础概念到高级主题，层层递进，确保读者能够逐步掌握。 丰富的实例分析： 每个算法都配有详细的步骤分解和代码示例，帮助读者理解算法的执行过程。 强调算法思维： 不仅教授“是什么”，更注重“为什么”和“怎么想”，培养读者独立思考和解决问题的能力。 理论与实践结合： 既有严谨的理论推导，也结合实际应用场景，让读者了解算法的价值。 注重算法的权衡： 引导读者理解不同算法的优缺点，学会根据具体需求做出最优选择。 通过对《算法的艺术》的学习，读者将不仅能够熟练掌握各种经典算法，更能培养出强大的计算思维能力，为深入理解计算机科学的各个领域，以及在软件开发、数据科学、人工智能等方向的进阶打下坚实的基础。本书是每一位渴望提升自身技术实力、解决复杂问题的开发者的必备读物。

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这本书的开篇部分，作者显然在试图为读者构建一个扎实的基础框架，但这部分内容却显得有些过于理论化和抽象，对于初学者来说，可能需要花费较多的精力去消化那些复杂的数学公式和模型推导。我记得我花了很长时间才真正理解了那些关于状态空间表示法的核心思想，感觉就像是在啃一块硬骨头。它没有像我期望的那样，一上来就展示一些生动的工业控制案例来吸引我的兴趣，而是直接深入到了控制系统的数学本质。我期待的是那种能够快速建立直观理解的入门引导，而不是这种“先苦后甜”的铺垫。这种处理方式，虽然保证了理论的深度，但牺牲了一部分读者的初始阅读体验。尤其是在讲解李雅普诺夫稳定性判据的时候，书中的推导过程虽然严谨，但缺少了足够的图形辅助和直观解释，使得我不得不去查阅其他资料来辅助理解其几何意义。总体而言，开篇的学术气息太重，对于希望快速掌握应用技巧的读者来说，可能略显枯燥和晦涩。

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这本书的语言风格，坦白说，有些过于“学院派”了，行文极其严谨，用词考究，但缺乏那种鼓励读者探索和批判性思维的引导。许多关键概念的引入，都像是直接从一本权威的德文/俄文专著翻译过来的，虽然准确无误，却少了人情味。例如，当介绍到现代控制理论中的可控性和可观测性时，作者只是罗列了判定准则，而没有深入探讨：在实际工程中，一个系统为什么会变得不可控？我们如何权衡增加执行器（提高可控性）与增加系统复杂性之间的利弊？这种对“为什么”和“怎么办”的探讨不足，使得这本书更像是一本优秀的参考手册，而不是一本能够激发学习热情的教材。我读完后感觉自己掌握了一套工具箱，但对于工具箱背后的设计哲学和发展趋势，了解得并不深入，需要再找其他更具启发性的读物来拓宽视野了。

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全书的编排逻辑，说实话，有点让人摸不着头脑。感觉就像是把一些非常优秀的、独立的章节强行串联了起来。前几章还在热火朝天地讨论离散时间系统的Z变换和数字滤波器的设计，气氛正热烈时，突然一个急转弯，又回到了对PID控制器的参数整定方法上，而且这部分内容给的篇幅相当有限，甚至有些老套，感觉像是引用了十几年前的标准教材内容。这种章节间的跳跃性，使得读者很难形成一个连贯的知识体系，就像在看一部剧情松散的连续剧，每一集都很精彩，但整体叙事却缺乏主线。例如，在讲解状态观测器设计时，与前面讨论的信号处理章节之间几乎没有任何过渡，读者需要自己在大脑中建立起“信号处理如何影响状态估计”的桥梁。如果能按照从经典到现代、从基础到高级的线性递进方式来组织内容，阅读体验一定会好上好几个档次。

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这本书在讨论经典控制理论，特别是频率响应分析的部分，处理得相当不错，这几乎是我认为全书的亮点之一。波特图和奈奎斯特图的绘制和解析，书中的讲解步骤清晰，案例选择也很有代表性，完美地平衡了理论推导和实际应用之间的鸿沟。我特别欣赏作者对于增益裕度和相角裕度的概念阐述，不是简单地给出定义，而是深入剖析了它们在系统抗干扰和鲁棒性设计中的实际意义。我甚至跟着书中的例子，亲手用一些简单的数值进行了手工计算，这种动手实践的体验，比单纯看代码或者软件仿真要深刻得多。唯一美中不足的是，对于现代控制理论中更复杂的鲁棒控制和最优控制的介绍，显得有些蜻蜓点水，像是为了覆盖知识点而草草提及，没有在这些前沿领域投入足够的篇幅进行深入探讨，让人感觉有点意犹未尽，希望作者能在后续的版本中，能在这个部分加大笔墨，毕竟现代工程实践中这些技术也越来越重要了。

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我对于书中关于实验和仿真环节的设置非常满意，这绝对是这本书的加分项。作者提供的那些基于MATLAB/Simulink的仿真实例，不仅仅是简单的输入输出演示，而是精心设计的、贴近真实工业场景的闭环系统建模。特别是那个关于机械臂轨迹跟踪的例子，从建立动力学模型到进行控制器设计、再到最后进行参数优化，每一步都有详细的脚本和注释。这极大地帮助了我理解理论公式在实际工程中的应用边界和局限性。当我按照书中的指导，跑出那些振荡、超调或者稳定下降的曲线时，那种“原来如此”的顿悟感是看纯理论书无法给予的。不过，如果能增加一些基于实际硬件平台（比如Arduino或树莓派）的简单控制实验环节的说明或参考，那就更加完美了，毕竟理论和硬件落地之间还隔着一层驱动和实时性的挑战，书里在这方面略有欠缺。

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