自动控制原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业

作者:王恩荣 编

出品人:

页数:188

译者:

出版时间:2007-8

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787122006011

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《量子纠缠与信息传输》 内容简介 本书深入探讨了量子力学中最引人入胜且最具颠覆性的现象之一——量子纠缠，并系统阐述了其在信息科学，特别是量子通信和量子计算领域的应用潜力与前沿进展。全书分为五大部分，结构严谨，逻辑清晰，旨在为物理学、信息科学、电子工程等相关领域的科研人员、研究生及高年级本科生提供一份全面且深入的参考指南。 第一部分：量子纠缠的理论基石 本部分首先回顾了经典物理学与量子力学在信息描述上的根本差异，重点阐述了量子态的概念、希尔伯特空间、算符代数等必要的数学工具。随后，引入了纠缠这一核心概念，通过数学定义，如冯·诺依依曼熵、纠缠熵，清晰界定了可分离态与纠缠态的本质区别。详细分析了贝尔不等式的实验验证历史及其哲学意义，特别是它如何无可辩驳地揭示了“定域实在论”的局限性。 我们深入探讨了重要的多体纠缠态，如GHZ态（Greenberger–Horne–Zeilinger态）和W态，分析了它们在鲁棒性、可扩展性方面的差异。此外，本部分还涵盖了纠缠的生成、度量和演化。讨论了量子态层析成像（Quantum State Tomography）的实验技术，以及如何量化和追踪纠缠在开放系统中的退相干过程。对不同类型的纠缠——如纯纠缠与混合纠缠、纯代数纠缠与物理纠缠——进行了细致的区分和辨析。 第二部分：量子信息基本单元与操作 本部分着眼于量子信息科学的基石——量子比特（Qubit）。系统地介绍了量子比特的物理实现途径，包括超导电路、囚禁离子、光子、拓扑量子比特等主流技术路线的优劣比较。对比了经典比特（0或1）和量子比特（叠加态）在信息承载能力上的巨大飞跃。 在此基础上，本书详细阐述了量子逻辑门，这是构建任何量子信息处理系统的基本构件。涵盖了单比特门（如泡利门、哈达玛门）和双比特门（如CNOT、CZ门）的数学形式、物理实现机制以及在酉矩阵下的演化描述。特别关注了通用量子门集的概念，证明了任何幺正变换都可以由一组特定的基本门操作来逼近，这为量子算法的设计提供了理论基础。 第三部分则聚焦于量子信息处理的核心技术：量子隐形传态（Quantum Teleportation）和量子纠缠交换（Entanglement Swapping）。详细分解了隐形传态的步骤，从 EPR 对的制备到联合测量，再到经典信道的反馈，阐明了信息（而非物质或能量）如何在遥远两点间无缝转移的原理。深入分析了纠缠交换在构建更长距离量子网络中的关键作用，以及它如何使得非相邻节点之间建立起纠缠连接。 第三部分：量子通信的前沿技术 本部分将理论与工程实践紧密结合，全面介绍了基于量子纠缠的通信协议。首先，详细讲解了量子密钥分发（QKD）的原理，特别是BB84协议和基于纠缠的E91协议。对比了其在理论安全性（无条件安全）与工程实现复杂度上的权衡。 随后，本书深入探讨了量子中继器（Quantum Repeater）的必要性与架构。由于光纤损耗和量子态退相干的限制，长距离量子通信必须依赖中继技术。我们详细分析了第一代、第二代和第三代量子中继器的设计思路，特别是纠缠交换、纠缠纯化（Entanglement Purification）技术在恢复被噪声污染的纠缠态中的关键地位。 此外，本部分还专门开辟章节讨论了量子隐写术（Quantum Steganography）和量子安全直接通信（QSDC），探索了如何在不被窃听的前提下隐藏信息，以及在保证安全性的同时实现信息的高效传输。对现实中已部署的卫星量子通信链路进行了技术案例分析。 第四部分：纠缠在量子计算中的角色 量子计算被认为是信息技术领域的下一场革命。本书阐明了纠缠态如何作为量子算法的加速器。通过对 Shor 算法和 Grover 算法的详细剖析，展示了纠缠态如何帮助并行地探索巨大的解空间，从而实现对经典计算无法企及的指数级或平方级的加速。 特别地，本部分重点介绍了簇态量子计算（Cluster State Quantum Computing），这是一种基于测量（Measurement-Based Quantum Computation, MBQC）的计算范式。详细阐述了如何制备高维度的、高度纠缠的“簇态”，以及如何通过一系列单比特测量序列来执行任意的量子逻辑操作，这为容错量子计算提供了一种不同于电路模型的独特视角。 本书还探讨了变分量子本征求解器（VQE）等混合量子-经典算法，阐明了在当前 NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）时代，如何利用有限的纠缠资源来模拟复杂的分子结构和材料科学问题。 第五部分：开放性挑战与未来展望 最后一部分，本书转向当前量子信息科学面临的重大工程与理论挑战。讨论了量子噪声模型、错误检测与容错编码（如表面码、拓扑码）的最新进展，强调了如何通过冗余编码来保护脆弱的量子信息。 此外，还展望了量子智能（Quantum Artificial Intelligence）的初步探索，例如量子机器学习中的特征提取和模型训练问题。最后，对量子引力、量子信息与黑洞物理等交叉领域进行了启发性的讨论，指出纠缠作为时空结构基本要素的潜在线索。 本书力求以严谨的数学推导支撑直观的物理图像，兼顾理论深度与工程可行性，是理解和参与量子信息前沿研究的必备读物。

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不得不说，《自动控制原理》这本书的写作风格真的太接地气了！作者没有采用那种晦涩难懂的理论堆砌，而是从最基本的物理系统出发，一步步构建起复杂的控制理论模型。我特别赞赏书中关于系统建模部分的详尽讲解，从机械系统、电路系统到更复杂的耦合系统，都给出了清晰的建模步骤和实例。比如，在讲解如何建立一个电机调速系统的数学模型时，作者详细分析了电机的电磁特性和机械特性，并将它们转化为一组代数方程和微分方程，这个过程非常具有启发性。而且，书中对状态空间方法的介绍，也让我耳目一新。相比于传递函数，状态空间方法在处理多输入多输出系统时显得更加得心应手，也更容易理解系统的内部动态。作者在讲解状态空间方程的意义时，使用了生动的类比，比如将状态变量比作“系统的记忆”，这大大降低了理解的难度。此外，书中还涉及了一些非线性控制的基础概念，虽然篇幅不多，但也为读者打开了另一扇门，让人意识到现实世界中的许多系统并非总是线性的。总体而言，这本书的实践性很强，理论与应用结合得相当紧密。

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这本《自动控制原理》简直是一场知识的盛宴！初次翻开，就被那严谨的逻辑和清晰的图示深深吸引。书中的概念，例如传递函数、稳定性分析、根轨迹等，作者都用非常直观的方式进行了阐述，即使是像我这样初学者，也能逐步理解。我尤其喜欢它在讲解PID控制器时，不仅给出了理论公式，还配上了大量的仿真实例，让我能够亲眼看到不同参数设置对系统响应的影响，这种“看得见”的学习方式，比单纯记忆公式有效得多。书中对于线性定常系统的分析，从时域到频域，层层递进，让人感觉知识体系非常完整。而且，在介绍了一些抽象的数学工具时，作者总能巧妙地将其与实际的工程问题联系起来，比如如何用拉普拉斯变换来简化微分方程的求解，或者如何利用奈奎斯特图来判断系统的稳定性。虽然有些章节涉及到复杂的数学推导，但作者的讲解思路非常清晰，引导性很强，不会让人感到迷失。读完这本书，我对控制系统的整体框架有了更深刻的认识，也为我今后深入学习更高级的控制理论打下了坚实的基础。这本书无疑是一本值得反复品读的经典之作。

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这本书《自动控制原理》给我的感觉是，它就像一个经验丰富的导师，耐心而细致地引导着我探索自动控制的奇妙世界。在学习过程中，我最深刻的体会就是作者对概念的循序渐进的引入。从最基础的“什么是控制系统”开始，逐步深入到传递函数、系统阶数、零极点等概念，每个新概念的提出都建立在前一个概念的基础上，使得学习过程非常顺畅。我特别喜欢书中关于传递函数应用的章节，它让原本抽象的数学表达式变得生动具体。通过计算不同系统的传递函数，我可以直观地了解系统的输入输出关系，以及系统对不同输入信号的响应模式。书中还详细介绍了如何利用传递函数来分析系统的稳定性，并给出了一些判断的准则。此外，书中对各种典型环节（如比例环节、积分环节、微分环节、一阶惯性环节、二阶振荡环节）的讲解，更是让我对不同类型元件在控制系统中扮演的角色有了清晰的认识。作者还提供了许多实际工程中的例子，比如如何用比例控制器来减小系统的稳态误差，或者如何用积分控制器来消除系统的静差，这些都极大地增强了我学习的动力。

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《自动控制原理》这本书，给我最大的启发在于它让我看到了“设计”的艺术。它不是简单地告诉你“是什么”，而是引导你去思考“如何做到”。作者在介绍控制器设计时，并没有止步于理论公式，而是着重于如何根据系统的具体要求，选择合适的控制器类型和参数。我印象最深刻的是关于补偿器的设计章节，它详细介绍了超前补偿、滞后补偿和超前滞后补偿等方法，并给出了具体的工具和步骤，让我能够独立地去设计一个能够满足特定性能指标的控制器。书中关于系统性能指标的定义，如超调量、调节时间、稳态误差等，也让我明白了评价一个控制系统优劣的标准。作者通过大量的实例，展示了如何通过调整控制器参数来优化这些指标，这对于实际工程应用来说，简直是无价的财富。这本书让我认识到，自动控制不仅仅是数学和物理的结合，更是一门关于如何巧妙利用反馈和补偿来“驯服”复杂动态系统的艺术。它为我打开了解决实际工程问题的全新视角，让我对接下来的学习和工作充满了期待。

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读完《自动控制原理》的感受，就像是经历了一场思维的洗礼。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一本关于如何“驾驭”复杂系统的哲学指南。它教会我如何用一种系统性的思维去分析问题，如何将一个看似棘手的工程难题分解成若干个可控的子问题。我尤其欣赏书中关于反馈控制的论述，深刻理解了“负反馈”在提高系统鲁棒性、抑制干扰方面所扮演的关键角色。作者通过对不同反馈结构（如串联、并联、反馈）的比较分析，让我清晰地认识到它们各自的优缺点以及适用的场景。在讲解频率响应特性时，书中引入的波特图和对数频率特性曲线，为我提供了一种直观评估系统稳定性和动态性能的工具。我发现，通过观察这些曲线的形状，几乎可以“一眼看出”系统的行为特征。而且，书中对根轨迹法的讲解，更是将抽象的数学分析转化为图形化的语言，使得理解系统的稳定性边界和参数对系统性能的影响变得异常容易。这本书让我不再害怕那些复杂的数学公式，而是学会了如何去“读懂”它们背后的物理意义。

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