綫性控製係統分析與設計（第4版） [Linear Control System Analysis and Design (Fourth Edition)] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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達佐（John J.Dazzo），赫佩斯（constantine H.Houpis） 編

圖書標籤:

• 控製係統
• 綫性係統
• 自動控製
• 係統分析
• 係統設計
• 控製理論
• MATLAB
• Simulink
• 反饋控製
• 現代控製理論

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302041368

版次：4

商品編碼：10485883

品牌：清華大學

包裝：平裝

外文名稱：Linear Control System Analysis and Design (Fourth Edition)

開本：16開

齣版時間：2000-12-01

頁數：763

正文語種：英文

編輯推薦

《綫性控製係統分析與設計（第4版）》問世以來，以其內容的基礎性，論述的嚴謹性，教學的適用性，內容的不斷刪舊更新，而被癥狀國多所知名大學采用作為控製理論與控製工程專業方嚮的本科層次的控製理論教材或主要教學參考書。

內容簡介

《綫性控製係統分析與設計（第4版）》的定位是為期望獲得控製理論的堅實基礎的工程係科本科生提供一本內容智謀和可讀性好的教材。在安排上覆蓋瞭經典控製理論和現代控製理論的基礎部分；在對象上包括瞭連續控製係統和數字控製係統；在方法上兼顧瞭頻率響應法、根軌跡法和狀態空間法；在論述上涉及到控製係統模型的建立、係統特性和性能的分析、以及基於狀態反饋和輸齣反饋的控製器的設計等基本部分。

目錄

1,Introduction
2,Writing system Equations
3,Solution of Differential Equations
4,Laplace Transform
5,System Representation
6,Control-system characteristics
7,Root Locus
8,Frequency Response
9,closed-loop tracking performance based
10,Root-Locus compensation:design
11,Frequency-Response compensation design
12,control-Ratio modeling
13,Design:closed-Loop Pole-Zero Assignment
14,Parameter sensitivity and state space trajectories
15,Digital Control systems
16,Entire Eigenstructure Assinment for Multivariable systems
17,Design of Tracking systems using output Feedback
18,Quantitative Feeback Theory（QFT）Technique

前言/序言

　　由John J．D’azzo和Constantine H．Houpis編著的“IJnear Control SystemAnalysis and：Design”一書，初版本齣版於1975年，現今的第四版版本齣版於1995年。本書的定位是要為期望獲得控製理論的堅實基礎的工程係科本科生提供一本內容適度和可讀性好的教材。在安排上覆蓋瞭經典控製理論和現代控製理論的基礎部分，在對象上包括瞭連續控製係統和數字控製係統，在方法上兼顧瞭頻率響應法、根軌跡法和狀態空間法，在論述上涉及到控製係統模型的建立、係統特性和性能的分析、以及基於狀態反饋和輸齣反饋的控製器的設計等基本部分。本書問世以來，以其內容的基礎性，論述的嚴謹性，教學的適用性，內容的不斷刪舊更新，而被美國多所知名大學采用作為控製理論與控製工程專業方嚮的本科層次的控製理論教材或主要教學參考書。
　　縱觀本書的體係結構和內容取捨，可以看齣，作為麵嚮控製工程係科本科生的控製理論教材，本書具有如下四個明顯的特點。
　　（1）體係結構上突齣瞭層次性，把全書所涉及的章節內容從學科和教學’的角度區分為三個層麵，為教和學提供瞭清晰的分界綫。一是“模型和求解”層麵，由第2章到第4章構成，著重於介紹對各類物理係統建立模型所必要的數學基礎和建立方法，以及求解係統響應的古典方法和拉普拉斯變換方法。二是“基本理論和方法”層麵，覆蓋第5章到第15章，包含瞭自動化專業本科生控製理論教學的必需知識結構，著重於有層次地介紹控製係統的描述方法和基本特性，基於頻率響應法、根軌跡法和狀態空間法的控製係統分析和設計技術，靈敏度分析和數字控製係統專題等。三是“本科層次高等專題”層麵，包括第16章到第18章，分彆介紹瞭三類特殊的先進控製係統的設計技術，以擴大教學的視野和知識麵。
　　（2）內容取捨上兼顧瞭基礎性和時代性，把全書的主要內容配置在控製理論中的基本的和現代的理論和方法上，以期嚮控製工程學科的本科生提供清晰的、數量適度的、與時代相匹配的知識。錶現在對象上，主要以單輸入單輸齣（SISO）係統為主，適量討論多輸入多輸齣（MIMO）係統。

經典理論與前沿技術的融閤：現代控製係統設計之道 本書旨在深入探討控製係統設計領域的核心理論與實踐方法，為讀者構建一個全麵而深刻的理解框架。我們將在經典控製理論的堅實基礎上，融匯現代控製理論的精髓，並積極探索當前控製工程領域的前沿發展與技術趨勢，從而為讀者提供一套完備的控製係統分析與設計工具箱。 第一部分：控製係統基礎與經典理論 本部分將從最基礎的控製係統概念入手，循序漸進地引導讀者進入控製工程的宏大世界。 第一章：控製係統的基本概念與分類 我們將首先定義什麼是控製係統，闡述其在現代工程與生活中的普遍存在及其重要性。通過大量實例，我們將區分開閉環控製與開環控製係統的基本原理、特點、優缺點，以及它們各自適用的場景。此外，還將介紹綫性與非綫性係統、連續時間與離散時間係統、時不變與時變係統等關鍵分類，為後續章節的深入學習奠定概念基礎。 第二章：數學模型與傳遞函數 理解和描述動態係統是控製工程的基石。本章將詳細介紹如何使用數學方程（如微分方程）來精確地刻畫物理係統的動態行為。重點將放在如何將這些時域方程轉化為頻率域的傳遞函數，這是分析係統穩定性和頻率響應的強大工具。我們將演示如何通過拉普拉斯變換來完成這一過程，並介紹傳遞函數的零極點概念及其對係統性能的直觀影響。 第三章：時域分析 在經典控製理論中，對係統響應的分析至關重要。本章將深入探討係統在標準輸入信號（如單位階躍、單位斜坡、單位脈衝）作用下的時域響應特性。我們將分析超調量、峰值時間、調節時間、穩態誤差等關鍵性能指標，並研究它們與係統傳遞函數參數之間的內在聯係。通過理解這些時域特性，工程師可以預測和評估係統的動態性能，並進行初步的參數設計。 第四章：穩定性分析 穩定性是控製係統最基本的要求。本章將係統地介紹判斷係統穩定性的多種經典方法。我們將詳細講解拉依塔數穩定性判據（Routh-Hurwitz Criterion），通過代數方法判斷係統特徵方程的根是否具有負實部。同時，還將引入頻率域的穩定性判據，如奈奎斯特穩定性判據（Nyquist Criterion）和根軌跡法（Root Locus Method）。根軌跡法尤其直觀，能夠展示當係統增益或其他參數變化時，閉環極點的位置如何移動，從而判斷係統在不同參數下的穩定性邊界。 第五章：頻率響應分析 頻率響應是另一種重要的係統分析工具，尤其適用於分析係統在高頻和低頻下的錶現，以及其對不同頻率信號的濾波特性。本章將介紹波特圖（Bode Plot）、奈奎斯特圖（Nyquist Plot）和尼科爾斯圖（Nichols Chart）等圖形工具。我們將分析這些圖形如何直觀地展示係統的幅值和相位響應，並如何利用它們來分析係統的帶寬、增益裕度和相位裕度，從而評估係統的穩定性和動態性能。 第六章：根軌跡法 根軌跡法提供瞭一種強大的可視化工具，用於分析閉環係統極點隨開環係統增益變化的軌跡。本章將詳細講解繪製根軌跡的步驟和規則，包括起始點、終點、漸近綫、分離點、轉摺點等。通過觀察根軌跡與虛軸的交點，我們可以確定係統發生穩定性的臨界增益。此外，根軌跡法也為控製器設計提供瞭重要的依據，可以幫助我們選擇閤適的增益來滿足穩定性要求。 第七章：PID控製器設計 比例-積分-微分（PID）控製器是工業界最廣泛使用的控製器類型。本章將深入講解PID控製器的原理，包括比例（P）、積分（I）和微分（D）三個部分的各自作用及其對係統響應的影響。我們將介紹 Ziegler-Nichols 調優法等經典整定方法，並討論如何根據係統特性和性能要求來選擇和調整PID參數，以實現期望的控製效果。 第二部分：現代控製理論與先進設計方法 在掌握瞭經典控製理論的基礎上，本部分將引入更強大、更通用的現代控製理論及其應用。 第八章：狀態空間方法 狀態空間方法是現代控製理論的核心。本章將介紹如何使用一組一階綫性微分方程（狀態方程）和輸齣方程來描述係統的動態行為。我們將講解狀態嚮量、狀態空間矩陣（A、B、C、D）的物理意義，並演示如何將傳遞函數模型轉換為狀態空間模型，反之亦然。狀態空間方法能夠更全麵地描述係統的內部動態，並且在處理多輸入多輸齣（MIMO）係統時具有顯著優勢。 第九章：可控性與可觀性 可控性（Controllability）和可觀性（Observability）是狀態空間方法中的兩個基本概念。本章將深入探討這兩個概念的數學定義、判彆方法（如判彆矩陣）及其物理意義。可控性關乎能否通過輸入信號將係統驅動到任意狀態；可觀性則關乎能否通過輸齣信號來推斷係統的內部狀態。這兩個性質對於控製器設計和狀態估計至關重要。 第十章：綫性二次型調節器（LQR） 綫性二次型調節器（Linear Quadratic Regulator，LQR）是一種基於優化理論的現代控製設計方法。本章將介紹如何定義一個二次型性能指標函數，並推導齣使該函數達到最優的綫性狀態反饋控製器。LQR能夠以係統化的方式設計齣最優的反饋增益，實現係統在性能和能量消耗之間的良好權衡。我們將探討LQR設計的步驟和其在實際應用中的優越性。 第十一章：狀態估計器（卡爾曼濾波器） 在許多實際係統中，係統的內部狀態無法直接測量，需要通過可觀性來估計。本章將重點介紹卡爾曼濾波器（Kalman Filter），這是一種最優綫性估計器，能夠融閤係統模型信息和測量噪聲，來估計係統的真實狀態。我們將講解卡爾曼濾波器的基本原理、遞推算法及其在各種工程領域中的廣泛應用，如導航、目標跟蹤、信號處理等。 第十二章：離散時間控製係統 現代許多控製係統都在數字計算機上實現，因此離散時間控製係統的分析與設計尤為重要。本章將介紹如何將連續時間係統模型離散化，以及離散時間係統的基本分析方法，包括Z變換、脈衝響應、穩態分析等。我們將討論離散時間係統的穩定性判據（如單位圓判據）以及離散時間PID控製器的設計。 第三部分：高級主題與工程應用 在掌握瞭基礎理論和現代控製方法後，本部分將進一步拓展至一些高級主題，並結閤工程實際，展示控製理論的強大生命力。 第十三章：非綫性控製係統初步 雖然本書的重點在於綫性控製係統，但現實世界中的許多係統都錶現齣非綫性行為。本章將對非綫性控製係統進行初步的介紹，包括理解非綫性係統的基本特性，如飽和、死區、滯後等。我們將介紹一些基礎的非綫性係統分析方法，如相平麵分析和李雅普諾夫穩定性分析（Lyapunov Stability Analysis），為理解更復雜的非綫性控製問題打下基礎。 第十四章：魯棒控製與模型不確定性 實際的控製係統往往會受到模型參數不確定性、外部乾擾等因素的影響。本章將介紹魯棒控製（Robust Control）的概念，旨在設計齣對模型不確定性具有良好適應性的控製器。我們將探討如何量化模型不確定性，並介紹一些魯棒控製的設計方法，如H-無窮控製（H-infinity Control）的基本思想，以保證係統在存在不確定性時的性能和穩定性。 第十五章：數字控製係統的實現 本章將聚焦於數字控製係統在實際工程中的實現細節。我們將討論數字控製器的硬件選型（如微控製器、DSP）、采樣率的選擇、量化誤差的影響，以及軟件實現中的關鍵算法。此外，還將介紹一些常見的數字信號處理技術在控製係統中的應用，以及數字控製器在實際係統中可能遇到的問題和解決方法。 第十六章：控製係統的仿真與驗證 在設計完成控製器後，仿真和驗證是必不可少的環節。本章將介紹如何利用專業的仿真軟件（如MATLAB/Simulink）來對控製係統進行建模、仿真和性能評估。我們將演示如何構建不同類型的控製係統模型，進行時域和頻域仿真，並分析仿真結果。同時，還將討論模型驗證的重要性，以及如何將仿真結果與實際實驗數據進行對比，以確保控製器的有效性和可靠性。 第十七章：現代控製工程的最新發展與應用 本章將展望控製工程領域的最新發展趨勢，並介紹其在各個前沿領域的廣泛應用。我們將探討智能控製（如模糊控製、神經網絡控製）、自適應控製、預測控製、以及在機器人、航空航天、生物醫學工程、能源係統、智能交通等領域的最新研究成果與工程實踐。通過瞭解這些前沿動態，讀者可以更好地把握控製工程的未來發展方嚮。 通過對以上內容的係統學習，讀者將能夠掌握一套強大而靈活的控製係統分析與設計方法。本書不僅注重理論的嚴謹性，更強調實際工程的應用，力求使讀者能夠真正理解控製係統的內在規律，並能夠獨立解決實際工程中的控製問題。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在職的工程師，我需要不斷更新自己的知識庫，尤其是在控製係統設計方麵。這本《綫性控製係統分析與設計（第4版）》是我最近購入的，我主要看重的是它在理論上的前沿性和在方法上的係統性。雖然我平時接觸的控製係統偏嚮於數字控製，但對綫性控製理論的深入理解是基礎。我仔細翻閱瞭書中關於現代控製理論的章節，例如狀態反饋、能控性和能觀性等概念，這些都是設計高性能控製器的關鍵。書中對不同控製策略的比較分析，比如極點配置、綫性二次調節器（LQR）等，都給瞭我很多啓發。我尤其欣賞書中關於魯棒控製的介紹，這對於設計在存在不確定性和乾擾的情況下仍能穩定工作的係統至關重要。我會在後續工作中，嘗試將書中的一些先進設計方法應用於實際項目中，相信會帶來性能上的顯著提升。

評分☆☆☆☆☆

這本《綫性控製係統分析與設計（第4版）》的書，光是看封麵就給人一種嚴謹、紮實的感覺。我拿到手後，迫不及待地翻閱瞭目錄，發現它的章節安排相當閤理，從最基礎的概念引入，逐步深入到各種先進的分析和設計方法，涵蓋瞭現代控製理論的方方麵麵。雖然我還沒來得及深入閱讀每一章，但僅從目錄的編排和章節名稱的描述來看，就能預感到這本書的深度和廣度。尤其是一些章節名稱，比如“狀態空間方法”、“最優控製”、“魯棒控製”等，都直指當前控製領域的研究熱點和核心內容。我對書中的理論推導部分非常期待，希望它能用清晰易懂的方式來闡釋復雜的數學模型，並且配有足夠的例題來幫助理解。我之前接觸過一些控製理論的書籍，但往往在理論和實踐之間存在斷層，希望這本書能夠在這方麵做得更好，提供一些實際工程應用的案例，這樣不僅能加深對理論的理解，還能激發我解決實際問題的思路。總體而言，這本書給我留下瞭非常好的第一印象，相信它能夠成為我學習和研究綫性控製係統的一本重要參考書。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛開始接觸控製工程的在校學生，老師推薦瞭這本《綫性控製係統分析與設計（第4版）》。我最看重的是這本書的實用性和係統性。打開書本，最吸引我的是它清晰的邏輯結構和豐富的圖示。許多復雜的概念，比如狀態轉移矩陣的計算，書中都配有詳細的推導步驟和圖例，這大大降低瞭我的學習難度。而且，這本書不僅僅停留在理論層麵，它還融入瞭大量的工程實例，比如飛機姿態控製、機器人關節控製等，這些案例讓我對所學理論在實際工程中的應用有瞭更直觀的認識。我特彆喜歡書中關於係統辨識和模型簡化部分，這對於初學者來說是至關重要的，能夠幫助我們從復雜的實際係統中提取齣可用的數學模型。我之前看過的其他教材，很多都過於偏重理論，導緻我難以將其與實際工程項目聯係起來，而這本書在這方麵做得非常好，相信它能幫助我建立起完整的控製係統設計框架。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對自動控製領域充滿好奇心的跨學科研究者，希望能夠為我的研究項目引入更專業的控製理論知識。這本《綫性控製係統分析與設計（第4版）》給我留下瞭深刻的印象。我被它深入淺齣的講解方式所打動。即使我並非控製領域的科班齣身，也能在閱讀過程中逐漸理解那些看似晦澀的數學概念。書中對綫性代數在控製係統分析中的應用進行瞭詳細的闡述，這對我來說非常關鍵，因為我需要在我的跨學科研究中運用到這些工具。此外，書中對各種反饋控製器的分析，從基礎的PID到更復雜的現代控製方法，都進行瞭清晰的梳理和比較，這幫助我能夠根據不同的應用場景選擇最閤適的控製策略。我特彆看好書中關於係統穩定性分析的部分，它提供瞭多種工具和方法，讓我能夠全麵評估一個係統的性能。這本書的嚴謹性、係統性和普適性，讓我相信它能夠成為我學習和應用控製理論的寶貴資源。

評分☆☆☆☆☆

我最近在研究非綫性控製領域，但發現對基礎的綫性控製理論掌握得還不夠紮實，所以纔入手瞭這本《綫性控製係統分析與設計（第4版）》。拿到書之後，我立刻被它詳盡的理論闡述和精妙的數學推導所吸引。我尤其欣賞它在講解每個概念時，都會追溯到其物理含義和工程背景，而不是單純的數學公式堆砌。例如，在介紹PID控製器時，它不僅給齣瞭公式，還深入分析瞭比例、積分、微分項各自對係統動態性能的影響，以及如何通過調整參數來達到最優控製效果。這一點對於我這種希望將理論應用於實際的讀者來說，非常有價值。此外，書中引入的許多分析工具，如根軌跡、伯德圖、奈奎斯特圖等，都給齣瞭非常詳細的繪製方法和判據解讀，這些都是理解係統穩定性和動態特性的關鍵。我個人認為，一本好的教材，不僅要傳授知識，更要培養讀者的分析思維和解決問題的能力，從目前來看，這本書在這方麵做得非常齣色。

評分☆☆☆☆☆

例題有點少，但內容很充實。

評分☆☆☆☆☆

正版書， 印刷效果不錯，紙張質量也很滿意，看著很舒服。內容也挺好。

評分☆☆☆☆☆

我還有一本是從北大圖書館藉齣來復印的 linear system control and design 也很好

評分☆☆☆☆☆

本書在內容上覆蓋瞭經典控製理論和現代控製理論的基礎部分。在對象上包括瞭連續控製係統和數字控製 係統，在方法上兼顧瞭頻率響應法、根軌跡法和狀態空間法，在論述中涉及到控製係統模型的建立、係統特性和性能的分析以及基於狀態反饋和輸齣反饋的控製器的設計等基本部分。 1,Introduction 2,Writing system Equations 3,Solution of Differential Equations 4,Laplace Transform 5,System Representation 6,Control-system characteristics 7,Root Locus 8,Frequency Response 9,closed-loop tracking performance based 10,Root-Locuspensation:design 11,Frequency-Responsepensation design 12,control-Ratio modeling 13,Design:closed-Loop Pole-Zero Assignment 14,Parameter sensitivity and state space trajectories 15,Digital Control systems 16,Entire Eigenstructure Assinment for Multivariable systems 17,Design of Tracking systems using output Feedback 18,Quantitative Feeback Theory(QFT)Technique 　國際知名大學原版教材——信息技術學科與電氣工程學科係列 (共33冊), 這套叢書還有 《發電、運行與控製》,《現代控製工程》,《數字信號處理－基於計算機的方法》,《電磁場與電磁波》,《實時數字信號處理》 等。

評分☆☆☆☆☆

很好的一本書，還可以用券

評分☆☆☆☆☆

6,Control-system characteristics

評分☆☆☆☆☆

書是正版，非常不錯，速度也快。

評分☆☆☆☆☆

10,Root-Locuspensation:design

評分☆☆☆☆☆

11,Frequency-Responsepensation design