具体描述
《自动控制原理实验教程》密切配合“自动控制原理”课程的理论教学，结合现代先进的实验教学方法，精心设计了16个控制理论实验及2个课程设计，内容兼顾经典控制理论和现代控制理论。每个实验都尽量提供了分立元件电路模拟和MATLAB软件仿真等多种实现方法。为方便读者，各实验前均有相关理论的知识点小结，可以帮助读者加强对实验过程的理解，提高分析解决问题的能力。
《自动控制原理实验教程》可作为高等学校自动化、电气类、机电类各专业自动控制原理实验的指导书，也可作为其他相关理工科学生和工程技术人员的实践参考书。
现代电子系统设计与实现：从理论到实践 本书深入探讨现代电子系统设计的核心原理与实践操作，旨在为读者构建一个全面且深入的技术框架。全书内容紧密围绕当前电子工程领域的前沿技术和主流应用展开，涵盖了从基础理论的巩固到复杂系统的集成与调试等多个层面。 第一部分：基础理论与器件特性解析 本部分着重于夯实读者在电子工程领域的基础知识。我们从半导体物理的宏观效应出发，详细剖析了晶体管、二极管等基本有源器件的工作机制，着重强调其在不同工作状态下的非线性特性和等效电路模型。这部分内容不仅仅是知识的罗列，而是通过大量的实际案例分析，帮助读者理解这些“积木块”如何在实际电路中扮演关键角色。 接着，我们转向无源元件和磁性元件的精细分析。电阻、电容、电感的设计参数（如寄生效应、温度漂移、高频衰减）被置于系统性能的考量之下。特别地，对于高频应用中的损耗因子和品质因数，我们提供了详细的计算模型和工程估算方法。 信号完整性是现代高速电子系统设计的基石。因此，我们用专门的章节来论述传输线理论，包括阻抗匹配、反射、串扰（Crosstalk）的物理机制。书中提供了多种实践技巧，教导工程师如何利用诸如终端匹配、包地设计等技术来确保信号在PCB上传输的质量。 第二部分：模拟电路的高级应用与设计 本部分聚焦于模拟信号处理链的构建。我们从运算放大器（Op-Amp）的内部结构和参数（如失调电压、共模抑制比、摆率）的实际影响入手，逐步过渡到复杂的功能模块设计。 在电源管理领域，本书详述了线性稳压器（LDO）和开关模式电源（SMPS）的设计权衡。对于SMPS，我们深入剖析了脉冲宽度调制（PWM）控制器的设计，包括环路补偿（Type I, II, III补偿器）的波特图分析，以及如何通过优化反馈结构来确保系统在不同负载和输入电压下的稳定性和瞬态响应速度。我们强调了元件选型中对导通电阻、开关损耗和电磁兼容性（EMC）的综合考量。 在数据采集（DAQ）系统中，模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的性能直接决定了系统的精度。本书对不同类型的ADC（如SAR、Sigma-Delta）的内部架构、有效位数（ENOB）计算、量化噪声分析进行了详尽的阐述，并提供了实用的系统级噪声预算方法。 第三部分：数字电路与高速逻辑设计 数字系统的设计重点在于时序分析和功耗控制。本部分首先回顾了CMOS逻辑门的工作原理，并在此基础上深入探讨了各种标准逻辑族（如TTL、CMOS、LVDS）的电气特性和互联规范。 时序分析是高速数字设计的核心挑战。我们详尽讲解了建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）的概念，并引入了系统级时钟域交叉（CDC）问题，提供了同步电路设计中异步FIFO和握手协议的可靠实现方案。 PCB布局在数字系统中具有决定性作用。本书详细介绍了电源完整性（PI）的设计流程，包括去耦电容的选择、平面分割的策略，以及如何通过优化电源路径阻抗来抑制瞬态电压跌落（IR Drop）。同时，针对高密度互联（HDI）技术，我们探讨了盲/埋孔的使用和对信号传输的影响。 第四部分：嵌入式系统与系统级集成 现代电子设备往往是软硬件紧密结合的产物。本部分将理论设计与实际的嵌入式平台集成起来。我们分析了微控制器（MCU）和片上系统（SoC）的架构，重点关注中断处理、内存映射和总线仲裁机制。 实时操作系统（RTOS）是实现复杂任务调度的关键。本书对比了多种RTOS的内核机制，如任务调度算法（固定优先级、轮转、优先级继承/优先级天花板），以及信号量、互斥锁在避免竞争条件中的应用。 最后，我们探讨了电子系统可靠性与电磁兼容性（EMC/EMI）的工程实践。这包括了抗干扰（EMS）和辐射抑制（EMI）的设计技巧，如屏蔽层的使用、滤波器的选型和PCB走线的合理布局。本书提供了符合行业标准的测试方法和故障排除流程，确保设计出的产品能够顺利通过认证。 本书的特点在于，它不是单纯的理论参考书，而是贯穿了“为什么”和“如何做”的全过程，旨在培养读者将基础理论转化为可制造、高性能电子产品的能力。书中的所有设计示例和案例分析均基于行业标准的仿真工具和实际测量数据，力求提供最贴近工程师日常工作的实用指导。
作者简介
目录信息
绪论 自动控制理论实验的实现方式实验一 典型环节的特性分析实验二 二阶系统的阶跃响应实验三 线性系统的稳定性分析实验四 线性系统的稳态误差分析实验五 线性系统的根轨迹法 实验5.1 控制系统的根轨迹 实验5.2 才艮轨迹校正 实验5.3 线性定常系统仿真环境LTI Viewer实验六 典型环节和系统频率特性实验实验七 系统校正实验八 PID控制实验实验九 典型非线性环节的静态特性实验十 非线性系统的相平面分析法实验十一 非线性系统的描述函数法实验十二 采样系统分析实验十三 数字PID控制实验实验十四 极点配置全状态反馈控制实验十五 状态反馈与状态观测器设计实验十六 线性二次型最优控制器设计参考文献
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读后感
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