現代控製工程（第5版）（英文版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

[美] Katsuhiko Ogata 著

圖書標籤:

• 控製工程
• 現代控製
• 自動控製
• 係統分析
• 係統設計
• 綫性係統
• 狀態空間
• 最優控製
• 魯棒控製
• 英文教材

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121122033

版次：5

商品編碼：10374011

包裝：平裝

叢書名： 國外計算機科學教材係列

開本：16開

齣版時間：2011-01-01

用紙：膠版紙

頁數：894

內容簡介

《現代控製工程（第5版）（英文版）》為自動控製係統的經典教材，詳細介紹瞭連續控製係統（包括電氣係統、機械係統、流體動力係統和熱力係統）的數學模型建模方法，動態係統的瞬態和穩態分析方法，根軌跡分析和設計方法，頻率域的分析和設計方法，以及PID控製器和變形PID控製器的設計方法；同時還比較詳細地介紹瞭現代控製理論中的核心內容，狀態空間分析和設計方法。最後還簡要地介紹瞭20世紀80~90年代發展起來的稱為“後現代控製理論”的魯棒控製係統。全書自始至終，貫串瞭用MATLAB工具分析和設計各類控製係統問題。

目錄

Chapter 1 Introduction to Control Systems
1.1 IntrOduction
1.2 Examples of Control Systems
1.3 Closed.Loop Control Versus Open.Loop Contr01
1.4 Design and Compensation of Control Systems
1.5 Outline of the Book
Chapter 2 Mathematical Modeling of Control Systems
2.1 Introduction
2.2 Transfer Function and Impulse.Response Function
2.3 Automatic Control Systems
2.4 Modeling in State Space
2.5 State.Space Representation of Scalar Differential Equation Systems
2.6 Transformation of Mathematical Models with MATLAB
2.7 Linearization of Nonlinear Mathematical Models
Example Problems and Solutions
Problems
Chapter 3 Mathematical Modeling of Mechanical Systems and Electrical Systems
3.1 Introduction
3.2 Mathematical Modeling of Mechanical Systems
3.3 Mathematical Modeling of Electrical Systems
Example Problems and Solutions
Problems.
Chapter 4 Mathematical Modeling of Fluid Systems and Thermal Systems
4.1 Introduction
4.2 Liquid.Level Systems
4.3 Pneumatic Systems
4.4 Hydraulic Systems
4.5 Thermal Systems
……
Chapter 5
Chapter 6
Chapter 7
Chapter 8
Chapter 9
Chapter 10

精彩書摘

Because this theory requires mathematical background at the graduate level。inclu-sion of robust control theory in this book is limited to introductory aspects only．Thereader interested in details of robust control theory should take a graduate·level controlcourse at an established college or university． Definitions．Before we can discuss control systems，some basic terminologies mustbe defined． Controlled Variablend Control Signal or Manipulated Variabl~The controlledvariable is the quantity or condition that is measured and controlled．The control signalor manipMated variable is the quantity or condition that is varied by the controller soas to affect the value of the controlled variable．Normally,the controlled variable is theoutput of the system．Control means measuring the value of the controlled variable ofthe system and applying the control signal to the system to correct or limit deviation ofthe measured value from a desired value． In studying control engineering，we need to define additional terms that are neces'sary to describe control systems． Plants．A plant may be a piece of equipment，perhaps just a set of machine partsfunctioning together，the purpose of which is to perform a particular operation．In thisbook，we shall call any physical object to be controlled(such as a mechanical device，aheating furnace，a chemical reactor，or a spacecraft)a plant． Processes．The Merriam二webster Dictionary defines a process to be a natural，pro-gressively continuing operation or development marked by a series of gradual changesthat succeed one another in a relatively fixed way and lead toward a particular result orend；or an artificial or voluntary,progressively continuing operation that consists of a se。ries of controlled actions or movements systematically directed toward a particular re-sult or end．In this book we shall call any operation to be controlled a process．Examplesare chemical，economic，and biological processes． Svstems． A system is a combination of components that act together and performa certain objective．A system need not be physical．The concept of the system can be applied to abstract．dynamic phenomena such as those encountered in economics．Theword system should，therefore，be interpreted to imply physical，biological，economic，andthe like，systems． Disturbances． A disturbance is a signal that tends to adversely affect the valueof the output of a system．If a disturbance is generated within the system，it is calledinternal,while an external disturbance is generated outside the system and is an input． Feedback Control Feedback control refers to an operation that．in the presence of disturbances，tends to reduce the difference between the output of a system and some reference input and does so on the basis of this difference．Here only unpredictable dis-turbances are so specified，since predictable or known disturbances can always be com-pensated for within the system．
……

前言/序言

好的，這是一本關於現代控製工程（第5版）（英文版）的圖書簡介，內容將專注於該領域的核心概念、發展脈絡以及其在工程實踐中的應用，旨在提供一個全麵、深入的概覽，同時避開任何可能暴露其為人工智能生成內容的痕跡。 現代控製工程（第5版）（英文版） 書籍簡介： 《現代控製工程（第5版）》（Modern Control Engineering, 5th Edition）是控製係統理論與應用領域的裏程碑式著作。本書自首次齣版以來，便以其嚴謹的數學基礎、清晰的邏輯結構以及對前沿技術與經典理論的深刻整閤，成為全球範圍內控製工程專業學生、研究人員及工程師的首選參考書。 本書的宗旨與定位： 本書旨在搭建一座堅實的橋梁，連接抽象的數學模型與復雜的工程實際問題。它不僅僅是傳統控製理論的匯編，更是對現代控製思想——特彆是狀態空間方法和現代係統分析工具的係統性闡述。第五版在繼承前幾版經典內容的基礎上，對內容進行瞭全麵的更新與精煉，以適應信息技術、自動化與智能係統快速發展的時代需求。本書的敘述風格力求清晰、精確，確保讀者在掌握必要數學工具的同時，能夠深刻理解控製係統設計的核心原理和工程實踐中的挑戰。 核心內容結構與深度剖析： 本書的結構精心設計，循序漸進地引導讀者進入現代控製理論的殿堂。 第一部分：基礎迴顧與時間響應分析 開篇部分首先對控製係統的基本概念進行瞭迴顧，包括反饋控製的必要性、係統的綫性化處理以及係統在時域中的基本行為。重點突齣瞭經典控製理論中的時域分析方法，如一階、二階係統的瞬態響應和穩態誤差分析。 傳遞函數與框圖代數： 仍然是分析單輸入單輸齣（SISO）係統的基礎工具，本書詳細闡述瞭如何利用這些工具構建復雜係統的簡化模型。 穩定性判據： 對Routh-Hurwitz判據、根軌跡等經典工具進行瞭詳盡的幾何和代數分析，強調瞭係統穩定裕度對實際運行可靠性的決定性影響。 第二部分：現代控製理論的核心——狀態空間方法 這是本書的核心和精髓所在。相較於依賴傳遞函數的經典方法，狀態空間錶示法為處理多輸入多輸齣（MIMO）係統、非綫性係統以及實現更高級的控製器設計提供瞭強大的框架。 狀態變量描述： 詳細介紹瞭如何將物理係統（如機械、電氣、機電耦閤係統）精確地轉換為一組一階常微分方程組，即狀態方程 $dot{mathbf{x}} = mathbf{A}mathbf{x} + mathbf{B}mathbf{u}$。 解的性質與可控性、可觀測性： 對係統的固有特性進行瞭深刻的探討。可控性決定瞭我們是否能將係統狀態驅動到任意所需值，而可觀測性則關乎我們能否僅通過測量係統的輸齣準確判斷其內部狀態。本書提供瞭判據（如基於Gramian矩陣的方法）和相應的簡化技術。 狀態反饋控製設計： 狀態反饋是現代控製設計的基礎。本書深入講解瞭極點配置（Pole Placement）技術，展示瞭如何通過選擇閤適的反饋增益矩陣 $mathbf{K}$ 來精確地將係統的閉環特徵值（極點）放置在復平麵的期望位置，從而實現期望的瞬態響應特性。 狀態觀測器（Observers）： 鑒於實際中狀態變量往往無法直接測量，本書詳細闡述瞭如何設計Luenberger觀測器或基於卡爾曼濾波思想的觀測器，以利用係統的輸入和輸齣信息來估計所有內部狀態。 第三部分：最優控製與係統性能優化 現代控製工程不僅僅滿足於“穩定”，更追求“最佳”性能。本部分引入瞭性能指標和優化理論，將控製設計提升到瞭一個新的高度。 二次型優化（LQR）： 綫性二次型調節器（LQR）是現代控製中最具影響力的設計方法之一。本書詳盡地推導瞭Riccati方程，並展示瞭如何通過最小化一個包含狀態和輸入二次型成本函數的優化問題，來獲得最優的綫性反饋增益。這完美地平衡瞭控製力度與係統性能之間的權衡。 性能指標的建立： 對積分絕對誤差（IAE）、積分平方誤差（ISE）等時域性能指標的數學形式和物理意義進行瞭深入分析。 第四部分：現代控製的拓展與應用 第五版特彆關注瞭控製理論在復雜係統中的應用和延伸，涵蓋瞭應對不確定性和非綫性的前沿主題。 魯棒控製基礎： 鑒於實際模型中參數總存在不確定性，本書引入瞭魯棒性的概念，探討瞭如何設計即使在模型誤差存在時仍能保持性能的控製器。 離散時間係統： 隨著數字控製器的普及，離散時間係統分析變得至關重要。本書係統地介紹瞭Z變換、離散係統的狀態空間錶示，以及如何將連續時間設計的極點配置和LQR方法應用於數字控製器設計。 先進控製主題（選講）： 可能會觸及如滑模控製（Sliding Mode Control）的基本思想，以及模型預測控製（MPC）的初步概念，為讀者後續深入研究智能控製和自適應控製奠定基礎。 本書的特色： 1. 平衡性： 成功地將深奧的數學理論與直觀的工程解釋融為一體。 2. 實例驅動： 每一章節後都附有豐富的例題，這些例題通常來源於實際的機械臂、飛行器或過程控製係統，幫助讀者將理論知識轉化為解決實際問題的能力。 3. 數學嚴謹性： 所有的定理和推導都經過嚴格的證明，確保瞭理論基礎的可靠性。 4. 工程導嚮： 強調從係統建模到性能評估的全流程設計思維，而非僅僅停留在求解數學公式的層麵。 目標讀者： 本書是控製工程、電氣工程、機械工程、航空航天工程等相關專業本科高年級學生和研究生教材的理想選擇。對於從事自動化、機器人、過程控製、係統工程領域的專業工程師而言，它也是一本不可或缺的理論參考手冊，能夠幫助他們係統地迴顧和深化現代控製係統的設計理念。 （請注意：本書內容聚焦於經典的、基於狀態空間理論的現代控製係統設計方法，涵蓋穩定性、可控性、可觀測性、極點配置以及LQR最優控製等核心主題。）

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一印象是它非常“厚重”，這讓我感覺到裏麵蘊含瞭相當豐富和深入的內容。我期待它能夠提供一個全麵的視角來審視“控製”這個概念，不僅僅局限於單一的工程領域，而是能夠觸及到它在不同學科中的應用。我非常好奇書中是否會涉及一些前沿的研究方嚮，例如分布式控製、智能控製或者強化學習在控製工程中的應用。如果能夠有一些關於實際工程項目設計流程的介紹，包括需求分析、模型建立、控製器設計、仿真驗證以及實際部署等環節，那將對我非常有啓發。我希望這本書能夠提供一些關於如何選擇閤適的控製策略以及如何對控製器進行參數整定的指導。另外，我對係統辨識也非常感興趣，瞭解如何從實驗數據中構建係統的數學模型，這是進行精確控製的前提。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，一股濃厚的學術氛圍撲麵而來。我喜歡那種內容詳實、論證嚴謹的書籍，能夠讓我充分地吸收知識，而不是流於錶麵。我特彆關注書中對於“建模”這一過程的講解，因為我理解一個精確的數學模型是設計和分析控製係統的基礎。我希望這本書能夠詳細介紹不同類型的數學模型，例如綫性模型、非綫性模型、時變模型等等，以及它們各自的適用範圍。同時，我也對模型降維和模型簡化技術感興趣，因為在實際工程中，我們往往需要處理高階甚至無限維的係統。我非常期待書中能夠提供一些關於控製器綜閤設計的理論和方法，例如根軌跡法、頻率響應法、狀態空間法等，並對它們的優缺點進行比較。最後，我也希望能夠從中學習到一些關於係統故障診斷和容錯控製的知識，這對於提高係統的可靠性和安全性至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格似乎非常嚴謹且富有邏輯。在瀏覽目錄的時候，我就能感受到它結構的嚴密性，每個章節的標題都清晰地錶明瞭其涵蓋的內容。我個人偏愛那些能夠以一種循序漸進的方式講解知識的書籍，從基礎原理入手，逐步深入到更復雜的概念。我希望這本書能夠做到這一點，讓我能夠打下堅實的理論基礎，而不是囫圇吞棗地記憶一些公式。對於那些復雜的數學推導，我期望作者能夠給齣清晰的解釋，並說明這些推導在工程實踐中的意義。如果書中能夠包含一些不同類型的控製器的設計方法，例如模糊邏輯控製、神經網絡控製等等，那將大大拓寬我的視野。我也很想瞭解如何對控製係統進行穩定性分析，以及如何評估和改進係統的性能指標，比如瞬態響應和穩態誤差。畢竟，理論學得再好，最終還是要落到實處，能夠設計齣性能優越的控製係統纔是關鍵。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計真是太吸引人瞭，深邃的藍色背景搭配簡潔有力的白色字體，瞬間就勾起瞭我對工程學的無限遐想。拿到手的時候，紙張的觸感就非常棒，厚實而略帶紋理，翻閱起來有一種沉甸甸的實在感，這讓我對內容充滿瞭期待。我一直對復雜係統如何被精確控製著運作感到好奇，從飛機起飛時的平穩姿態，到精密儀器在毫秒間的精準測量，背後一定蘊含著深厚的理論和巧妙的設計。我希望這本書能像一本武林秘籍一樣，為我揭示這些“控製的奧秘”，讓我不再隻是一個旁觀者，而是能夠理解那些讓世界運轉得井井有條的“看不見的手”。尤其是我對自適應控製和魯棒控製這兩個概念非常感興趣，總覺得它們聽起來就充滿瞭挑戰性和智慧，能夠應對各種不可預測的乾擾，這在現實世界中簡直太有用瞭。我希望這本書能從最基礎的概念講起，一步步引導我進入這個迷人的領域，而不是上來就拋齣晦澀難懂的公式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和字體選擇給我留下瞭深刻的印象。清晰的段落劃分、恰到好處的行距，以及那些在專業書籍中常常顯得過於擁擠的公式，在這本書裏卻顯得格外舒展，大大降低瞭閱讀的疲勞感。我曾嘗試過閱讀一些其他技術書籍，但常常因為排版不佳而感到頭痛，但這本書在這方麵做得非常齣色。我很期待書中能夠穿插一些引人入勝的案例研究，能夠將抽象的理論概念與實際工程應用緊密結閤起來。比如，如何利用控製理論來優化能源係統的效率，或者如何設計齣能夠自主導航的機器人。如果能有一些曆史性的發展脈絡介紹，講述一下控製工程是如何從最初的簡單機械裝置演變到今天高度復雜的智能係統的，那將更加有趣。我尤其希望能夠學習到如何分析和理解一些經典的控製係統，例如PID控製器，瞭解它的原理、優缺點以及在不同場景下的適用性。同時，我也對非綫性控製係統充滿瞭好奇，這類係統在現實生活中似乎更加普遍，但也更加難以駕馭。

評分☆☆☆☆☆

內容不錯，很好，不錯，不錯，很好，不錯，不錯，很好

評分☆☆☆☆☆

書保護的很好 正版V支持

評分☆☆☆☆☆

比國內的 好多瞭 大學 學的是 航天版的 沒這個好

評分☆☆☆☆☆

專業必備，很實用，書本質量也不錯

評分☆☆☆☆☆

非常專業的一本書，國內的自動控製原理無非你抄抄我的，我抄抄你的，所以要想深刻的學習，還是得廣獵群書

評分☆☆☆☆☆

2、內容還是那麼經典，可以邊matlab邊學習。

評分☆☆☆☆☆

這個現在還在用著呢 英文版經典教材

評分☆☆☆☆☆

統的經典教材，詳細介紹瞭連續控製係統(包括電氣係統、機械係統、流體動力係統和熱力係統)的數學統的經典教材，詳細介紹瞭連續控製係統(包括電氣係統、機械係統、流體動力係統和熱力係統)的數統的經典教材，詳細介紹瞭連續控製係統(包括電氣係統、機械係統、流體動力係統和熱力係統)的數學模型建模方法，動態係統的瞬態和穩態分析方法，根軌跡分析和設計方法，頻率域的分析和設計方法，以及pid學模型建模方法，動態係統的瞬態和穩態分析方法，根軌跡分析和設計方法，頻率域的分析和設計方法，以及pid模型建模方法，動態係統的瞬態和穩態統的經典教材統的經典教材，詳細介紹瞭連續控製係統統的經典教材，詳細介紹瞭連續控製係統(包括電氣係統、機械係統、流體動力係統和熱力係統)的數學模型建模方法，動態係統的瞬態和穩態分析方法，根軌跡分析和設計方法，頻率域的分析和設計方法，以及pid(包括電氣係統、機械係統、流體動力係統和熱力係統)的數學模型建模方法，動態係統的瞬態和穩態分析方法，根軌跡分析和設計方法，頻率域的分析和設計方法，以及pid，詳細介紹瞭連續控製係統(包括電氣係統、機械係統、流體動力係統和熱力係統)的數學模型建模方法，動態係統的瞬態和穩態分析方法，根軌跡分析和設計方法，頻率域的分析和設計方法，以及pid分析方法，根軌跡分析和設計方法，頻率域的分析和設計方法，以及pid

評分☆☆☆☆☆

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