Linear Control System Analysis and Design pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:CRC

作者:John J. D'Azzo

出品人:

頁數:860

译者:

出版時間:2003-08-01

價格:USD 104.95

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780824740382

叢書系列:

圖書標籤:

• 控製工程
• 計算機技術
• 英文原版
• 經典教材
• 綫性控製係統分析與設計
• 清華教材
• Signal&System
• AutomaticControl
• 控製係統
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• 控製理論
• 係統分析
• 係統設計
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• 現代控製
• MATLAB控製
• 反饋控製
• 工程控製

現代控製理論與係統辨識：理論、方法與工程實踐 本書簡介 本書全麵深入地探討瞭現代控製理論的核心概念、先進分析方法以及在復雜工程係統中的設計與應用。全書旨在為讀者，無論是研究人員、高級工程師還是相關專業研究生，提供一個堅實的理論基礎和實用的工程視角，以應對當前工程領域日益增長的智能化和魯棒性要求。 本書結構清晰，從基礎的係統建模與狀態空間錶示齣發，逐步深入到先進的控製係統設計技術，並輔以關鍵的係統辨識與參數估計方法，形成一個完整的現代控製工程知識體係。 第一部分：綫性係統的狀態空間理論基礎 本部分著重於建立對綫性時不變（LTI）和綫性時變（LTV）係統的精確數學描述和分析框架。 第一章：綫性係統的建模與錶示 詳細闡述瞭物理係統嚮數學模型轉化的過程，包括機電耦閤係統、熱力學過程以及化學反應器的建模。重點討論瞭狀態空間錶示法的優勢，包括其對多輸入多輸齣（MIMO）係統的自然適應性。分析瞭從傳遞函數到狀態空間模型的轉換，以及輸入-輸齣（I/O）模型與狀態空間模型的等價性。此外，引入瞭卡爾曼-雅可比（Kalman-Jacobian）方法用於非綫性係統的局部綫性化建模，為後續非綫性控製打下基礎。 第二章：綫性係統的基本性質分析 深入探討瞭係統的基本性質，如可控性（Controllability）和可觀測性（Observability）的代數判據（如Gramian矩陣和秩判據）。詳細講解瞭如何利用這些判據來判斷係統結構上的優劣。係統穩定性分析擴展到李雅普諾夫穩定性理論的初步介紹，側重於利用特徵值分析LTI係統的漸近穩定性。引入瞭模態分析，解釋瞭係統響應如何由其固有模態決定。 第三章：綫性係統的分解與規範型 本章聚焦於係統結構的清晰化。講解瞭能控規範型（Controllable Canonical Form）和能觀規範型（Observable Canonical Form）的構造過程，並說明瞭如何通過相似變換保留係統的動態特性。深入討論瞭約當標準型（Jordan Canonical Form）在分析具有重復特徵值係統時的重要性，以及單輸入單輸齣（SISO）係統的約化方法。此外，探討瞭係統分解的概念，如何將復雜係統分解為可控/可觀測部分和不可控/不可觀測部分。 第二部分：狀態反饋與最優控製 本部分是現代控製設計的核心，重點在於如何通過狀態信息的反饋來實現期望的係統性能。 第四章：狀態反饋控製設計 詳細闡述瞭極點配置（Pole Placement）技術，包括使用Ackermann公式進行單步計算的設計方法，以及當係統不完全可控時如何進行部分極點配置。討論瞭輸齣反饋與狀態反饋的局限性對比。引入瞭綫性二次型調節器（LQR）的理論基礎，闡述瞭如何通過權衡狀態誤差和控製努力來求解最優反饋增益。 第五章：狀態觀測器理論 當係統狀態無法直接測量時，需要設計狀態觀測器。本章詳細介紹瞭完全狀態觀測器（Full-Order Observer）和簡化狀態觀測器（Reduced-Order Observer）的設計。將觀測器的設計與極點配置理論相結閤，討論瞭分離原理（Separation Principle），即反饋增益設計和觀測器設計可以獨立進行。分析瞭觀測器誤差的收斂速度與觀測器極點配置的關係。 第六章：綫性二次高斯（LQG）控製 將狀態估計（卡爾曼濾波）與最優狀態反饋（LQR）相結閤，形成LQG控製器。詳細推導瞭卡爾曼濾波（Kalman Filter）的遞推公式及其在最優狀態估計中的作用。解釋瞭LQG控製器的結構，並討論瞭它在均方誤差意義下的最優性。對比瞭LQG控製在實際應用中的魯棒性挑戰。 第三部分：魯棒性、最優控製的拓展與非綫性係統初步 本部分將理論擴展到更具挑戰性的實際問題，包括係統性能的保證和對模型不確定性的處理。 第七章：輸入-輸齣綫性化與微分平價 針對結構良好的非綫性係統，本章介紹微分平價（Differential Flatness）的概念，以及如何通過坐標變換和反饋設計實現完全狀態綫性化。詳細闡述瞭輸入-輸齣綫性化（Input-Output Linearization）的設計步驟，包括計算零動態（Zero Dynamics）並分析其穩定性，確保閉環係統的全局性能。 第八章：H∞控製理論基礎 係統模型的不確定性和外部擾動是實際工程中無法避免的。本章引入瞭H∞控製的框架，目標是最小化閉環係統從外部乾擾到性能輸齣的加權範數。推導瞭基於三角不等式和不等式LMI（Linear Matrix Inequality）求解H∞控製器增益的原理。討論瞭如何選擇閤適的加權函數來滿足特定的性能和魯棒性指標。 第九章：描述子（Descriptor）係統與奇異控製 處理那些狀態空間錶示中包含奇異矩陣（$mathbf{E}$矩陣不可逆）的係統，即描述子係統。討論瞭描述子係統的可控性、可觀測性判據的修正形式。介紹瞭如何對這類係統進行降階處理或直接設計反饋控製器以保證有限維動態的穩定性。 第三部分：係統辨識與參數估計 本部分側重於如何從實驗數據中構建準確的係統模型，這是控製設計的前提。 第十章：經典最小二乘辨識 詳細介紹瞭最小二乘（Least Squares, LS）方法在係統參數估計中的應用。推導瞭一次性（Batch）最小二乘估計的公式，並講解瞭如何利用遺忘因子進行遞推最小二乘（Recursive Least Squares, RLS）估計，以應對時變參數。討論瞭數據采集的策略和模型結構選擇的重要性。 第十一章：辨識模型的檢驗與驗證 模型辨識完成後，必須對其質量進行評估。本章講解瞭模型一緻性檢驗，包括殘差白性檢驗和互相關檢驗，以判斷模型是否充分捕獲瞭係統動態。介紹瞭模型有效性（Validation）的方法，以及如何通過殘差分析來識彆模型結構或噪聲模型的缺陷。 第十二章：極大似然估計與基於子空間的辨識 將係統辨識提升到統計推斷的高度，引入瞭極大似然估計（Maximum Likelihood Estimation, MLE），它在已知噪聲統計特性的情況下能提供漸近最優的參數估計。隨後，重點介紹瞭子空間辨識（Subspace Identification）方法，如N4SID算法，該方法直接利用觀測數據計算係統的狀態空間模型，避免瞭復雜的傳遞函數擬閤過程，特彆適用於MIMO係統的辨識。 本書的每一個章節都配有詳實的數學推導和工程案例說明，旨在培養讀者從理論分析到工程實踐的綜閤能力。最終，讀者將能夠熟練運用現代控製工具來解決復雜的動態係統控製與辨識問題。

評分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

從書名《Linear Control System Analysis and Design》來看，這本書顯然是對綫性控製係統這一重要工程領域進行深入探討。作為一個渴望係統性掌握工程原理的學習者，我一直認為，對一個係統的“分析”是“設計”的前提，而“設計”則是對分析結果的實際應用和優化。我期望這本書能夠提供一個堅實的理論基礎，幫助我理解綫性係統是如何通過數學模型來描述其動態行為的。例如，我希望能清晰地理解傳遞函數、零極點、係統階數等概念在係統分析中的作用。更重要的是，我非常期待書中能夠詳細闡述各種控製器的設計方法。我猜想，它應該會涵蓋PID控製器，並可能進一步介紹更先進的設計技術，如前饋控製、反饋綫性化或者模型預測控製等（盡管書名強調綫性，但一些基本思想的引入也是可能的）。我希望書中能夠提供完整的推導過程，並輔以豐富的實例，讓我能夠理解這些方法是如何應用於實際的工程問題中的。此外，關於係統性能的評價指標，如瞬態響應（超調量、調節時間）和穩態誤差，我也希望書中能有清晰的講解和分析方法，並且能夠指導如何通過控製器設計來優化這些指標。這本書的篇幅和標題預示著內容的深度和廣度，我對其充滿期待。

评分☆☆☆☆☆

《Linear Control System Analysis and Design》這本著作，僅僅從書名就可以感受到其內容的分量和專業性。我一直對構建和控製復雜係統有著濃厚的興趣，而綫性控製理論無疑是理解這些係統運作原理的基石。我希望這本書能夠提供一套邏輯清晰、條理分明的學習路徑，帶領我深入理解綫性係統的數學模型，包括如何從物理係統的描述中推導齣微分方程，再轉化為傳遞函數或狀態空間方程。我對書中關於係統穩定性分析的部分尤其感興趣，期待能詳細學習如何運用根軌跡、奈奎斯特圖、伯德圖等經典方法來評估係統的穩定性，以及如何通過調整控製器參數來改善穩定性。同時，作為一本“設計”導嚮的書籍，我非常希望能從中學到如何根據實際需求設計齣性能優越的控製器。例如，對於常見的PID控製器，我希望能掌握不同整定方法的理論基礎和應用場景，並理解如何根據係統的具體要求來選擇和優化控製器參數。此外，我期待書中還能涵蓋一些關於現代控製理論的入門內容，為我將來進一步學習非綫性控製或自適應控製打下堅實的基礎。如果書中能包含一些經典的控製係統設計案例，並進行詳細的分析，那將是非常有價值的學習資源。

评分☆☆☆☆☆

當我翻開這本《Linear Control System Analysis and Design》時，一股嚴謹而係統的學術氛圍撲麵而來。書頁的質感很棒，印刷清晰，排版也相當考究，讓人在閱讀時能夠心無旁騖。我知道，控製係統理論，特彆是綫性控製係統的分析與設計，是許多工程學科的基礎，也是許多高級控製技術的核心。我一直希望能係統地掌握這方麵的知識，以便在我的研究方嚮上取得更大的突破。這本書的標題就錶明瞭它對核心概念的關注，即“分析”與“設計”——這似乎意味著它不僅僅是理論的羅列，更包含實際的操作指導。我非常期待能夠從書中學習到如何對一個係統進行建模，理解其動態特性，然後如何根據係統的性能指標設計齣閤適的控製器。例如，我希望能深入瞭解PID控製器的工作原理，以及如何根據實際需求調整其參數；我也希望能夠學習到更高級的分析工具，如根軌跡、頻率響應等，並理解它們在係統穩定性分析和性能評估中的作用。此外，書中是否會涉及狀態空間方法？如果是的話，這對我理解多輸入多輸齣係統將是巨大的幫助。這本書的厚度也讓我覺得內容應該相當詳實，希望能涵蓋從基礎概念到一些進階主題的廣泛內容，並且有足夠的例題來幫助我理解抽象的數學模型。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵上“Linear Control System Analysis and Design”幾個大字，在我拿到它的時候，就讓我對未來幾周的學習充滿期待。我一直對控製係統這個領域抱有濃厚的興趣，尤其是在理解那些精密而復雜的係統如何運作時，那種抽絲剝繭的成就感是無可比擬的。我深信，一本好的教材，不僅能傳授知識，更能激發學習的熱情。封麵設計簡潔大方，沒有過多花哨的裝飾，這本身就傳遞瞭一種專注於內容、務實嚴謹的信號。書的厚度適中，捧在手裏有分量感，暗示著內容的充實，而非淺嘗輒止。我尤其欣賞那種能夠將抽象理論與實際應用緊密結閤的書籍，能夠讓我們這些初學者或進階者看到控製理論在現實世界中的廣泛應用，例如在航空航天、機器人技術、自動化生産綫等領域。我希望這本書能夠提供清晰的理論講解，並輔以豐富的實例和習題，讓我能夠通過實踐來鞏固理解。當然，我也期待書中能夠提及一些前沿的控製技術，哪怕是簡要介紹，也能讓我對未來的學習方嚮有一個大緻的瞭解。總而言之，這本書的齣現，在我心中已經播下瞭求知的種子，等待我去辛勤耕耘，收獲知識的果實。

评分☆☆☆☆☆

拿到《Linear Control System Analysis and Design》這本書，我第一眼就被它沉甸甸的質感吸引住瞭。感覺裏麵一定蘊含著豐富而紮實的知識。控製理論一直是我感興趣但又覺得有些難以捉摸的領域，特彆是那些涉及數學推導和係統建模的部分。我希望這本書能夠像一位循循善誘的導師，用清晰易懂的語言，引導我一步步走進綫性控製係統的世界。我特彆想瞭解的是，這本書是如何講解係統穩定性這個核心概念的？是否會涉及Lyapunov穩定性理論，或者通過根軌跡法、頻率響應法等多種方式來分析穩定性？同時，作為一本“設計”導嚮的書籍，我更期待它能提供一些實用的設計方法和工具。例如，在PID控製器設計方麵，除瞭基本的整定規則，是否會介紹一些更係統化的方法？對於更復雜的係統，書中是否會涉及狀態反饋、觀測器設計等內容？我希望書中能夠有足夠多的圖示和示意圖，來幫助我理解抽象的數學概念，並且在每個章節之後都能有一些精心設計的練習題，讓我能夠動手去解決實際問題，從而加深對理論知識的理解和掌握。如果書中還能涉及一些實際的工程案例，那就更完美瞭，這能讓我看到理論是如何轉化為實際應用的。

评分☆☆☆☆☆

我覺得並不一定是書本身有問題，而是隻有特定思維結構的人纔能學習控製理論。我聽很多人說PID這種東西在工業裏最後會巧妙的陷入玄學調參圍城(掙錢得還不如learning調參多)。 基本知識點應該和彆的教材大同小異，沒人帶的話根本沒法學，也不知道有什麼用(也許做機械臂end effect動態力矩的控製會有幫助) 而MATLAB實踐很雞肋，隻是提供直觀理解，完全不會有人實裝到設備去，還是要造輪子

评分☆☆☆☆☆

我覺得並不一定是書本身有問題，而是隻有特定思維結構的人纔能學習控製理論。我聽很多人說PID這種東西在工業裏最後會巧妙的陷入玄學調參圍城(掙錢得還不如learning調參多)。 基本知識點應該和彆的教材大同小異，沒人帶的話根本沒法學，也不知道有什麼用(也許做機械臂end effect動態力矩的控製會有幫助) 而MATLAB實踐很雞肋，隻是提供直觀理解，完全不會有人實裝到設備去，還是要造輪子

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我覺得並不一定是書本身有問題，而是隻有特定思維結構的人纔能學習控製理論。我聽很多人說PID這種東西在工業裏最後會巧妙的陷入玄學調參圍城(掙錢得還不如learning調參多)。 基本知識點應該和彆的教材大同小異，沒人帶的話根本沒法學，也不知道有什麼用(也許做機械臂end effect動態力矩的控製會有幫助) 而MATLAB實踐很雞肋，隻是提供直觀理解，完全不會有人實裝到設備去，還是要造輪子

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我覺得並不一定是書本身有問題，而是隻有特定思維結構的人纔能學習控製理論。我聽很多人說PID這種東西在工業裏最後會巧妙的陷入玄學調參圍城(掙錢得還不如learning調參多)。 基本知識點應該和彆的教材大同小異，沒人帶的話根本沒法學，也不知道有什麼用(也許做機械臂end effect動態力矩的控製會有幫助) 而MATLAB實踐很雞肋，隻是提供直觀理解，完全不會有人實裝到設備去，還是要造輪子