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出版者:

作者:Schlabbach, Juergen/ Rofalski, Karl-heinz

出品人:

页数:349

译者:

出版时间:2008-8

价格:1228.00 元

装帧:

isbn号码:9783527407590

丛书系列:

图书标签:

• 电力系统
• 电力工程
• 电气工程
• 电力分析
• 电力系统规划
• 电力系统保护
• 电力电子
• 高电压技术
• 智能电网
• 新能源发电

好的，这是一本名为《现代控制理论及其应用》的图书简介： 《现代控制理论及其应用》 简介 本书全面系统地阐述了现代控制理论的核心概念、基本方法及其在工程领域的广泛应用。面对日益复杂的工业过程、航空航天系统以及精密仪器控制需求，传统的经典控制理论已显现出局限性。现代控制理论以状态空间法为基础，通过对系统动态特性的深入刻画和先进的数学工具的应用，为设计高性能、高可靠性的控制系统提供了强有力的理论框架。本书旨在为控制工程、自动化、电子信息工程、机械工程等相关专业的学生、科研人员以及工程技术人员提供一本深入浅出、兼具理论深度与工程实用性的参考教材。 第一部分：线性系统状态空间描述与分析 本书伊始，我们首先聚焦于线性时不变（LTI）系统的状态空间表示。这是现代控制理论的基石。我们详细讨论了如何从物理模型、传递函数等不同形式的系统描述中，推导并建立标准的规范形（如约当标准形、可控标准形、可观标准形）。状态空间描述的优势在于它能够统一处理多输入多输出（MIMO）系统，并为后续的控制器设计奠定了基础。 在系统分析层面，本书深入探讨了系统的能控性（Controllability）和能观性（Observability）。这两个核心概念决定了我们是否能够通过输入完全改变系统的状态，以及是否能够仅通过输出完全确定系统的内部状态。我们不仅给出了判定这些性质的充要条件（如秩判据），还阐述了它们在控制器和观测器设计中的关键作用。对于无法完全控制或观测的系统，本书引入了模态分解的概念，引导读者理解系统哪些动态行为是可控的或可观的。 第二部分：状态反馈控制与极点配置 现代控制理论的核心设计思想之一是状态反馈。本书详细介绍了极点配置（Pole Placement）技术。基于Ackermann公式等方法，我们展示了如何通过设计适当的状态反馈增益矩阵 $K$，将系统的闭环极点配置到复平面的任意期望位置，从而实现期望的瞬态响应速度和稳定性裕度。我们深入分析了极点配置的局限性，特别是在系统仅部分状态可测时的应用限制。 在此基础上，本书引入了更具鲁棒性的最优控制理论的初步概念，包括二次型最优控制（LQR）。LQR方法不仅关注系统的性能（如状态误差的衰减），还同时权衡了控制输入的能量消耗，提供了一种在性能与成本之间取得平衡的控制器设计方案。 第三部分：状态观测器设计 在许多实际应用中，系统的全部状态变量是无法直接测量的，只能通过传感器获取输出信号。因此，状态观测器的设计变得至关重要。本书详细讲解了状态观测器（State Observer）的设计，包括全阶观测器（如Luenberger观测器）和降阶观测器。观测器的设计目标是使得观测状态 $hat{x}(t)$ 能够渐近地收敛于真实状态 $x(t)$。我们清晰地论证了系统能观性与观测器设计之间的内在联系。 第四部分：分离原理与复合控制 状态反馈控制器和状态观测器相结合，形成了完整的状态反馈控制系统。本书的亮点之一是详尽阐述了分离原理（Separation Principle）。该原理指出，对于最优控制问题，状态反馈控制器的设计与状态观测器的设计可以相互独立地进行，这极大地简化了具有不确定或不可测状态的系统的设计过程。 第五部分：现代控制理论的扩展与应用 为了应对更复杂的工程挑战，本书将理论扩展至线性系统最优估计——卡尔曼滤波（Kalman Filtering）。卡尔曼滤波是现代控制理论中最具影响力的成果之一，它利用了系统动态模型和测量噪声的统计特性，提供了状态变量的最优线性无偏估计。本书从离散时间系统出发，推导了卡尔曼滤波器的递推公式，并结合实例展示了其在导航、定位和数据融合中的巨大价值。 最后，本书对非线性系统的初步分析方法进行了介绍，包括线性化方法以及李雅普诺夫稳定性理论的基础概念，为读者深入研究非线性控制打下基础。 本书特点： 1. 理论深度与工程实践的结合： 每部分理论讲解后，均附有详细的工程算例，帮助读者理解抽象概念的具体实现。 2. 数学工具的系统梳理： 强调线性代数、矩阵分析在状态空间建模中的应用，确保读者对数学基础有扎实的掌握。 3. 清晰的逻辑结构： 从系统描述到分析，再到反馈控制和状态估计，层层递进，逻辑严密。 《现代控制理论及其应用》旨在培养读者利用先进的数学工具分析和设计复杂动态系统的能力，是控制领域专业人士不可或缺的理论宝库。

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这本书的价值，远远超出了其标价，它更像是一份长期的知识投资。最让我感到惊喜的是它在最新技术趋势上的前瞻性。在讨论电网的未来发展时，作者并没有空谈宏伟蓝图，而是用扎实的数据和技术路线图，详细分析了分布式能源并网、柔性直流技术（LCC vs VSC）以及储能系统对传统电网稳定性的冲击和应对策略。对于我这种需要时刻跟进行业动态的工程师来说，这部分内容简直是“雪中送炭”。书中引用的参考文献和脚注也做得非常扎实，每一个关键结论背后都有出处可循，这大大增强了内容的可信度。我甚至发现，书中的某些图表数据更新到了最近两三年的行业报告，这在很多出版周期较长的专业书籍中是难以想象的。这表明作者团队在编撰过程中，投入了巨大的精力去追踪和整合最新的学术研究成果和工业实践进展，确保了知识的时效性。

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这本书的排版和装帧质量绝对达到了收藏级别，纸张的厚度和触感都非常考究，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。我是一个习惯在各种环境下阅读的人，时而伏案，时而窝在沙发里，这本书的韧性都非常好，书脊的折叠感处理得恰到好处，没有出现那种新书特有的生硬感。更值得称赞的是图表的质量。在电力系统这种高度依赖视觉化表达的领域，图表是灵魂。这本书里的每一张系统拓扑图、每一份潮流计算的示意图，线条都清晰锐利，标注精确无误，色彩的运用也很有章法，关键信息点总是能被突出显示。我甚至发现，有些复杂的控制回路图，作者居然用了一种类似三维立体的效果来展示，这极大地帮助我理解了控制信号在系统中的流动路径，避免了传统二维图示容易产生的空间迷失感。这不仅仅是一本工具书，它更像是一件精心制作的工艺品，体现了出版方对技术内容的尊重和对读者的用心。

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坦白说，我购买这本书时，内心是带着一丝怀疑的，毕竟市面上的同类书籍汗牛充栋，真正能做到理论深度和工程实践完美结合的凤毛麟角。这本书的魅力，恰恰在于它在理论阐述上那种近乎偏执的严谨性，同时又毫不保留地展现了工程实施中的“潜规则”。比如，在讨论继电保护动作逻辑时，作者没有停留在标准的IEEE或IEC规范的描述层面，而是深入探讨了不同厂商设备在实际投入使用时可能出现的兼容性问题和“灰色地带”，这部分内容绝对是课堂上学不到的“干货”。我记得有一章专门讲高压直流输电（HVDC）的换流阀控制，我过去一直觉得这部分内容晦涩难懂，但这本书用了一种“问题导向”的结构，先抛出一个实际运行中的故障场景，再倒推出需要怎样的控制策略才能规避，这种解构方式让我茅塞顿开。读完这一章，我感觉自己仿佛站在了控制室里，亲手参与了一次关键的系统调试，而不是仅仅在纸面上阅读抽象的数学模型。

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阅读体验方面，这本书最大的特色或许是它在保持学术高度的同时，展现出了一种罕见的人文关怀。作者在穿插复杂技术讲解的间隙，会插入一些关于电力系统工程师职业精神的思考和对科学伦理的探讨。我尤其喜欢其中关于“可靠性与经济性”平衡的辩证分析，他没有简单地把这个问题归咎于技术缺陷，而是上升到了社会资源分配和风险认知的层面。这种对工程决策背后人文价值的挖掘，让这本书的内涵瞬间丰富了起来，不再是单纯的技术手册。此外，书末附带的附录部分也极为实用，那些常用的参数表格、单位换算系数，都被整理得井井有条，检索起来非常方便，很多内容我直接打印出来贴在了我的工作台旁边。这本书就像一位博学多识、经验老到的前辈，不仅传授了解决问题的具体方法，更教会了你如何去思考电力系统这个复杂生命体的本质，读完后，感觉自己的知识体系得到了一个非常坚实且全面的重塑。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的蓝色调配上烫金的字体，立刻就给人一种专业、厚重的感觉。我原本以为内容会是那种枯燥乏味的教科书式写作，毕竟“电力系统工程”这个名字本身就带着一丝理工科的严谨和刻板。然而，当我翻开第一章时，就被作者那种娓娓道来的叙事方式吸引住了。他没有直接抛出复杂的公式，而是先从电力系统发展的宏大历史背景切入，像是一位经验丰富的老工程师在给你讲述他当年如何克服技术难关的故事。特别是关于电力系统稳定性分析那一部分，作者巧妙地运用了大量的实际案例，比如某个大型电网在极端天气下的应急响应，这些细节让抽象的理论瞬间变得鲜活起来。我尤其欣赏作者在处理复杂概念时所展现出的耐心和清晰度，他似乎总能找到一个最贴近生活、最容易理解的比喻来解释那些高深的物理原理，这对于初学者来说简直是福音，它极大地降低了阅读门槛，让原本望而生畏的领域变得触手可及，感觉就像是有一位超级耐心的导师在手把手地教你，而不是冷冰冰的文字堆砌。

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