現代控製係統（第12版）（英文版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] Richard C. Dorf（理查德 C. 多爾夫），Robert H. Bishop（羅伯特 H.畢曉普） 著

圖書標籤:

• 控製係統
• 現代控製
• 自動控製
• 係統工程
• 數學模型
• 反饋控製
• 穩定性分析
• 狀態空間
• 最優控製
• 數字控製

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121170652

版次：12

商品編碼：11055508

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：2012-07-01

用紙：膠版紙

正文語種：中文

內容簡介

　　控製係統原理及相近課程是高等學校工科學生的核心課程之一。本書一直是該類課程暢銷全球的教材範本。主要內容包括控製係統導論、係統數學模型、狀態空間模型、反饋控製係統的特性、反饋控製係統的性能、反饋係統的穩定性、根軌跡法、頻率響應方法、頻域穩定性、反饋控製係統設計、狀態變量反饋係統設計、魯棒控製係統和數字控製係統等。本書的例子和習題大多取材於現代科技領域中的實際問題，新穎而恰當。學習和解決這些問題，可以使學生的創造性精神得到潛移默化的提升。

內頁插圖

目錄

CHAPTER 1 Introduction to Control Systems
1.1 Introduction
1.2 Brief History of Automatic Control
1.3 Examples of Control Systems
1.4 Engineering Design
1.5 Control System Design
1.6 Mechatronic Systems
1.7 Green Engineering
1.8 The Future Evolution of Control Systems
1.9 Design Examples
1.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
1.11 Summary

CHAPTER 2 Mathematical Models of Systems
2.1 Introduction
2.2 Differential Equations of Physical Systems
2.3 Linear Approximations of Physical Systems
2.4 The Laplace Transform
2.5 The Transfer Function of Linear Systems
2.6 Block Diagram Models
2.7 Signal-Flow Graph Models
2.8 Design Examples
2.9 The Simulation of Systems Using Control Design Software
2.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
2.11 Summary

CHAPTER 3 State Variable Models
3.1 Introduction
3.2 The State Variables of a Dynamic System
3.3 The State Differential Equation
3.4 Signal-Flow Graph and Block Diagram Models
3.5 Alternative Signal-Flow Graph and Block Diagram Models
3.6 The Transfer Function from the State Equation
3.7 The Time Response and the State Transition Matrix
3.8 Design Examples
3.9 Analysis of State Variable Models Using Control Design Software
3.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
3.11 Summary

CHAPTER 4 Feedback Control System Characteristics
4.1 Introduction
4.2 Error Signal Analysis
4.3 Sensitivity of Control Systems to Parameter Variations
4.4 Disturbance Signals in a Feedback Control System
4.5 Control of the Transient Response
4.6 Steady-State Error
4.7 The Cost of Feedback
4.8 Design Examples
4.9 Control System Characteristics Using Control Design Software
4.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
4.11 Summary

CHAPTER 5 The Performance of Feedback Control Systems
5.1 Introduction
5.2 Test Input Signals
5.3 Performance of Second-Order Systems
5.4 Effects of a Third Pole and a Zero on the Second-Order System Response
5.5 The s-Plane Root Location and the Transient Response
5.6 The Steady-State Error of Feedback Control Systems
5.7 Performance Indices
5.8 The Simplification of Linear Systems
5.9 Design Examples
5.10 System Performance Using Control Design Software
5.11 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
5.12 Summary

CHAPTER 6 The Stability of Linear Feedback Systems
6.1 The Concept of Stability
6.2 The Routh–Hurwitz Stability Criterion
6.3 The Relative Stability of Feedback Control Systems
6.4 The Stability of State Variable Systems
6.5 Design Examples
6.6 System Stability Using Control Design Software
6.7 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
6.8 Summary

CHAPTER 7 The Root Locus Method
7.1 Introduction
7.2 The Root Locus Concept
7.3 The Root Locus Procedure
7.4 Parameter Design by the Root Locus Method
7.5 Sensitivity and the Root Locus
7.6 PID Controllers
7.7 Negative Gain Root Locus
7.8 Design Examples
7.9 The Root Locus Using Control Design Software
7.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
7.11 Summary

CHAPTER 8 Frequency Response Methods
8.1 Introduction
8.2 Frequency Response Plots
8.3 Frequency Response Measurements
8.4 Performance Specifications in the Frequency Domain
8.5 Log Magnitude and Phase Diagrams
8.6 Design Examples
8.7 Frequency Response Methods Using Control Design Software
8.8 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
8.9 Summary

CHAPTER 9 Stability in the Frequency Domain
9.1 Introduction
9.2 Mapping Contours in the s-Plane
9.3 The Nyquist Criterion
9.4 Relative Stability and the Nyquist Criterion
9.5 Time-Domain Performance Criteria in the Frequency Domain
9.6 System Bandwidth
9.7 The Stability of Control Systems with Time Delays
9.8 Design Examples
9.9 PID Controllers in the Frequency Domain
9.10 Stability in the Frequency Domain Using Control Design Software
9.11 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
9.12 Summary

CHAPTER 10 The Design of Feedback Control Systems
10.1 Introduction
10.2 Approaches to System Design
10.3 Cascade Compensation Networks
10.4 Phase-Lead Design Using the Bode Diagram
10.5 Phase-Lead Design Using the Root Locus
10.6 System Des

前言/序言

《現代控製係統》（英文版）圖書簡介 一、 概述 《現代控製係統》（第12版）（英文版）是一部在控製理論與工程領域享有盛譽的經典著作，緻力於係統性地闡述現代控製係統的基本原理、分析方法和設計技術。本書以其清晰的邏輯、嚴謹的數學推導、豐富的工程實例和前瞻性的視角，成為高等院校控製工程、自動化、機器人、航空航天以及相關學科專業的本科生和研究生學習的權威教材，同時也是廣大控製工程技術人員深入理解和掌握現代控製理論的寶貴參考。 本書涵蓋瞭從經典控製理論的基礎到現代控製理論的先進概念，逐步引導讀者構建完整的控製係統知識體係。其內容設計緊密結閤工程實際，強調理論與實踐的融閤，旨在培養讀者解決實際工程問題的能力。 二、 核心內容與結構 全書圍繞現代控製係統的核心要素展開，係統地介紹瞭以下幾個關鍵方麵： 1. 控製係統的基本概念與數學模型： 係統與模型： 深入探討瞭“係統”的概念，以及如何通過數學模型來準確描述和預測係統的動態行為。這包括狀態空間模型、傳遞函數模型等。 綫性時不變（LTI）係統： 重點關注 LTI 係統，這是控製理論分析的基礎。介紹瞭 LTI 係統的定義、性質以及多種錶示方法，如微分方程、傳遞函數、零極點圖等。 時域分析： 詳細講解瞭時域分析方法，包括瞬態響應（如單位階躍響應、單位脈衝響應）和穩態響應的分析。通過對這些響應的理解，可以初步評估係統的性能。 頻域分析： 引入瞭頻域分析的概念，包括頻率響應、奈奎斯特圖、伯德圖等。這些工具對於分析係統的穩定性和性能至關重要，尤其在經典控製理論中扮演著核心角色。 2. 狀態空間方法： 狀態空間錶示： 詳盡介紹瞭狀態空間錶示法，包括連續時間和離散時間係統的狀態方程和輸齣方程。這是現代控製理論的核心工具，能夠更全麵地描述復雜係統。 可控性與可觀測性： 深入探討瞭係統的可控性和可觀測性概念。可控性決定瞭係統能否通過控製器作用達到任意期望狀態，而可觀測性則關係到能否從係統輸齣準確推斷齣係統內部狀態。這兩個概念是設計控製器和狀態估計器的前提。 穩定性分析： 引入瞭李雅普諾夫穩定性理論，提供瞭一種判斷係統穩定性的強大方法，不受限於綫性係統。本書詳細闡述瞭李雅普諾夫方程及其應用。 狀態反饋與狀態估計： 詳細講解瞭如何利用狀態反饋來改變係統的動態特性，實現期望的性能指標。同時，也介紹瞭狀態估計器（如卡爾曼濾波器）的設計，當係統狀態無法直接測量時，可以通過觀測係統輸齣估計齣係統狀態。 3. 控製器設計： 經典控製器設計： 迴顧並擴展瞭 PID 控製器的設計原理，介紹如何根據係統特性調整 PID 參數以優化係統性能。 現代控製器設計： 重點介紹基於狀態空間方法的控製器設計，包括極點配置（Pole Placement）技術，它允許設計者根據係統性能要求將閉環係統的極點精確放置在期望的位置，從而達到滿意的動態響應。 最優控製： 引入瞭最優控製的基本概念，如性能指標的定義和求解方法（如綫性二次調節器 LQR）。最優控製旨在找到使特定性能指標達到最優的控製規律。 模型預測控製（MPC）： 介紹瞭模型預測控製這一前沿控製策略，它利用係統的模型，在每個采樣時刻預測未來一段時間的係統行為，並優化該預測時域內的控製輸入，然後隻將第一個控製輸入施加於係統。 4. 非綫性係統與魯棒控製： 非綫性係統的分析： 觸及瞭非綫性控製係統的基本概念和分析方法，例如相平麵法、李雅普諾夫穩定性理論在非綫性係統中的應用。 魯棒控製： 介紹瞭魯棒控製的思想，即設計能夠應對模型不確定性或外部擾動的控製器，確保係統在各種不確定條件下都能保持穩定和性能。 5. 數字控製係統： 離散時間係統： 詳細講解瞭離散時間係統的建模、分析和設計，包括 Z 變換及其應用，以及如何將連續時間係統轉換為離散時間係統。 數字控製器設計： 介紹瞭數字 PID 控製器、基於狀態空間的數字控製器設計方法。 三、 本書特色與價值 嚴謹的數學基礎： 本書在數學推導上力求嚴謹，為讀者提供瞭堅實的理論基礎。 豐富的工程實例： 每個章節都配有大量的工程實例，涵蓋瞭機械、電氣、航空航天等多個領域，使抽象的理論概念具象化，易於理解和應用。 清晰的邏輯結構： 內容組織層層遞進，從基礎概念到高級理論，邏輯清晰，便於讀者係統學習。 廣泛的適用性： 無論是學術研究還是工程實踐，《現代控製係統》都是一本不可或缺的參考書。它不僅適用於控製工程專業的學生，也為其他工程技術領域的研究人員提供瞭重要的理論工具。 循序漸進的學習路徑： 本書的設計充分考慮瞭讀者的學習麯綫，能夠幫助初學者逐步掌握復雜的控製理論。 四、 讀者群體 本書適閤作為以下人群的學習和參考資料： 高等院校自動化、控製工程、電氣工程、機械工程、航空航天工程等相關專業的本科生和研究生。 從事自動控製係統設計、開發和應用的工程師和技術人員。 對控製理論感興趣的科研人員。 通過深入研讀《現代控製係統》（第12版）（英文版），讀者將能夠全麵、深入地掌握現代控製係統的理論知識和工程方法，為設計、分析和優化各種復雜的控製係統打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛入門自動化專業的學生，我常常被各種復雜的數學公式和抽象的概念搞得頭暈腦脹。我的教授強烈推薦瞭這本《現代控製係統》（第12版）（英文版），說它是理解現代控製理論的經典之作。我拿到書後，被它的精裝封麵和紮實的紙張厚度所摺服，感覺它就是那種可以伴隨我整個學習生涯的寶藏。我承認，初次翻閱時，一些章節確實給我帶來瞭不小的挑戰，尤其是那些涉及綫性代數、微分方程和復變函數的部分。但我並沒有因此放棄，反而被它嚴謹的邏輯和清晰的講解所吸引。我喜歡書中循序漸進的教學方式，從最基礎的概念講起，逐步深入到更復雜的理論和方法。我特彆期待能夠理解“穩定性”這個核心概念是如何被量化和分析的，以及如何通過狀態反饋來改變係統的動態特性。我還對書中關於“魯棒性”和“最優性”的討論非常感興趣，希望能瞭解在存在乾擾和不確定性時，如何設計齣能夠穩定工作的控製器。這本書的參考文獻列錶也非常豐富，我相信它能引領我找到更多相關的學術資源。雖然路漫漫其修遠兮，但我相信，隻要我堅持下去，一定能從這本書中收獲良多，為我未來的學習打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的篇幅如此之大，讓人不禁感嘆其內容的豐富程度。我是一名在能源領域工作的工程師，我的工作涉及到電力係統穩定控製以及可再生能源並網控製。我希望在這本《現代控製係統》（第12版）（英文版）中找到能夠幫助我應對這些挑戰的理論和方法。我特彆關注書中關於係統穩定性分析、非綫性控製以及魯棒控製的章節。例如，在大型電力係統中，如何保證係統的穩定性，防止頻率和電壓的劇烈波動？如何設計齣能夠適應電網負荷變化和新能源發電不確定性的控製器？書中是否詳細介紹瞭這些方麵的數學模型、分析工具和控製策略？我還對書中關於最優控製和模型預測控製的章節抱有濃厚興趣，希望能學習如何利用這些技術來優化能源的調度和分配，提高能源利用效率，並確保電網的安全穩定運行。我相信，通過深入研讀這本書，我能夠獲得解決實際工程問題所需的理論知識和技術手段，為我國的能源事業貢獻我的力量。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對機械製造自動化感興趣的硬件工程師，我的工作涉及到設計和製造各種自動化設備，包括工業機器人、數控機床等。我一直緻力於提升這些設備的智能化和精密度，而這一切都離不開先進的控製技術。我之所以選擇這本《現代控製係統》（第12版）（英文版），是因為我希望能夠更深入地理解現代控製理論的精髓，並將之應用於我的實際設計工作中。我特彆希望瞭解書中關於伺服控製、軌跡規劃以及運動控製的理論。例如，如何設計一個能夠實現高精度、高速度定位的伺服係統？如何規劃齣最優的運動軌跡，以避免碰撞並提高生産效率？書中是否詳細講解瞭這些方麵的數學模型、分析方法和設計流程？我還對書中關於模糊邏輯控製和神經網絡控製的章節非常感興趣，希望能瞭解如何利用這些智能控製技術來處理復雜的非綫性係統，或者在模型未知的情況下實現精確控製。我相信，通過對這本書的研讀，我能夠為我設計的自動化設備注入更強大的“大腦”，使其在性能上更上一層樓。

評分☆☆☆☆☆

這本書的版次更新到第12版，足見其內容的生命力和權威性。我是一名在汽車工程領域工作的研發人員，我的工作涉及到車輛的動力學控製、製動防抱死係統（ABS）以及電子穩定程序（ESP）等。我需要不斷學習和掌握最新的控製理論，以提升汽車的安全性、操控性和燃油經濟性。我選擇瞭這本《現代控製係統》（第12版）（英文版），希望能從中獲得前沿的理論指導。我特彆關注書中關於非綫性係統辨識、魯棒控製和自適應控製的章節。例如，如何準確地辨識車輛在不同工況下的動力學模型？如何設計齣在各種路況和駕駛條件下都能保證製動係統安全有效的控製器？書中是否詳細介紹瞭這些方麵的數學建模、仿真分析和實際應用案例？我還對書中關於模型預測控製的討論非常感興趣，希望能瞭解如何利用這種先進的控製技術來優化車輛的加減速、轉嚮等行為，從而提升駕駛體驗和燃油效率。我相信，這本書將為我的研發工作提供寶貴的理論支持和技術啓示，幫助我設計齣更智能、更安全的下一代汽車。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在航空航天領域工作的工程師，我深知精確控製對於飛行器安全和性能的重要性。從飛機的自動駕駛係統到火箭的姿態控製，每一個環節都離不開復雜的控製理論。我選擇瞭這本《現代控製係統》（第12版）（英文版），因為它被譽為該領域的經典著作，我希望從中獲得更紮實的理論基礎和更前沿的知識。我特彆關注書中關於狀態反饋控製、最優控製以及鎮定方麵的討論。例如，如何設計一個能夠保證飛行器在各種飛行條件下都能保持穩定姿態的控製器？如何最小化飛行過程中的燃料消耗？書中是否詳細介紹瞭如何處理係統中的擾動和不確定性，以確保控製係統的魯棒性？我非常期待書中關於狀態觀測器設計的章節，因為在實際係統中，我們往往無法直接測量所有狀態變量，需要通過觀測器來估計它們。此外，我還希望能從書中學習到如何將這些理論應用於具體的航空航天係統，比如導彈製導、衛星姿態控製等。這本書的深度和廣度讓我充滿信心，我相信它將成為我職業生涯中不可或缺的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛剛接觸自動控製原理的大學新生，對於這門學科充滿瞭好奇和探索的欲望。我的老師嚮我推薦瞭這本《現代控製係統》（第12版）（英文版），說它是理解和掌握自動控製理論的經典之作。當我拿到書的時候，就被它厚重的體積和密集的公式所“震撼”瞭，但同時也感受到瞭一種專業和權威的氣息。我希望能夠從這本書中係統地學習自動控製的基本概念，例如反饋控製、開環控製、係統的時域響應和頻域響應等等。我特彆期待能夠理解“穩定性”這一核心概念是如何被嚴格定義的，以及如何通過改變係統的參數來達到穩定。我還對書中關於PID控製器的介紹非常感興趣，希望能瞭解它在實際應用中是如何工作的，以及如何進行整定以獲得最佳的控製效果。雖然我還沒有完全理解書中的所有內容，但我已經被它嚴謹的邏輯和清晰的講解所吸引，我相信通過堅持學習，我一定能夠在這門學科上打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容厚實得讓我有點望而生畏，但同時又充滿瞭吸引力。我是一位正在攻讀控製工程博士學位的學生，我的研究方嚮涉及機器人控製和自主導航。我希望在這本《現代控製係統》（第12版）（英文版）中找到能夠指導我研究方嚮的關鍵理論和方法。特彆是對於高階、多變量的非綫性係統，如何設計齣既精確又高效的控製器，一直是我的研究難點。我迫切地想瞭解書中關於非綫性係統分析和控製的最新進展，例如滑模控製、反步法等。此外，對於機器人這種具有復雜動力學特性的係統，狀態估計和傳感器融閤也是至關重要的環節，我希望能從書中找到相關的理論框架和算法。我還對書中關於模型降階和近似模型控製的章節非常感興趣，因為在實際應用中，構建精確的係統模型往往非常睏難，而降低模型復雜度能夠大大提高控製器的計算效率。我相信，通過深入研讀這本書，我能夠獲得解決我研究課題的理論指導，並啓發我設計齣更先進的控製算法。這本書不僅僅是一本教材，更像是一本研究手冊，為我提供瞭探索未知領域的地圖和工具。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對機器人學充滿熱情的在讀研究生，我的研究方嚮是人機協作機器人。我需要理解機器人如何感知環境、如何規劃動作以及如何與人類進行安全有效地交互。這本《現代控製係統》（第12版）（英文版）是我希望深入學習的理論基礎。我特彆關注書中關於狀態空間方法、反饋控製以及穩定性分析的內容。我希望能理解如何用數學語言描述機器人的運動學和動力學模型，以及如何設計齣能夠精確控製機器人關節運動的控製器。對於人機協作機器人而言，安全性是至關重要的，我希望書中能夠提供關於如何設計安全、魯棒的控製策略的指導，例如如何處理意外的碰撞和外部乾擾。我還對書中關於最優控製和模型預測控製的章節感到好奇，希望能瞭解如何利用這些方法來優化機器人的運動軌跡，減少能耗，或者實現更智能的決策。這本書厚重的體積預示著它內容的深度，我相信它將為我未來的研究提供堅實的理論支撐，並激發我探索更多創新的想法。

評分☆☆☆☆☆

這本書實在是太厚重瞭，拿在手裏沉甸甸的，感覺知識的分量也一樣紮實。我是一名工業自動化領域的工程師，平時工作接觸到各種各樣的控製係統，從簡單的PID控製器到復雜的模型預測控製，都希望能有一個更係統、更深入的理解。這本《現代控製係統》（第12版）（英文版）正是我一直尋找的那本“聖經”。盡管還沒有完全深入研讀，但光是目錄和前幾章的掃讀，就足以讓我感受到它的全麵性和前沿性。它不僅僅是理論的堆砌，更重要的是，它似乎能將抽象的數學模型與實際的工程應用緊密地結閤起來，這一點對我來說至關重要。我希望能從中找到解決實際工作中遇到的瓶頸問題的靈感和方法。比如，在處理一些非綫性係統或者具有不確定性的係統時，如何設計齣魯棒性更強的控製器？書中在這方麵是否有詳細的闡述和案例分析？我特彆期待關於狀態空間方法、可控性、可觀性以及各種控製器設計技術的深入探討。同時，我也會關注書中是否提到瞭最新的控製理論發展，比如自適應控製、智能控製等方麵，希望能為我的職業發展打開新的視野。這本書的齣現，讓我對未來的學習和工作充滿瞭期待，也充滿瞭信心。我相信，通過對這本書的認真鑽研，我一定能夠提升自己的專業技能，更好地應對日益復雜和充滿挑戰的自動化領域。

評分☆☆☆☆☆

我是一名資深的工業自動化係統集成商，在過去的工作中，我接觸過各種品牌的PLC、DCS係統，也參與過不少自動化項目的實施。但隨著技術的飛速發展，特彆是在人工智能和大數據時代的背景下，傳統的控製理論似乎已經不足以完全滿足日益增長的復雜需求。因此，我購買瞭這本《現代控製係統》（第12版）（英文版），希望能從中學習到更先進的控製理念和技術。我特彆關注書中是否包含瞭關於智能控製、自適應控製、模糊控製等方麵的深入探討，以及這些技術在實際工業場景中的應用案例。我希望能夠瞭解到如何將機器學習、深度學習等AI技術與傳統的控製理論相結閤，以實現更智能、更自適應的係統控製。例如，在麵對復雜的生産過程，其動力學特性會隨著時間而變化，傳統的固定參數控製器可能無法達到最優效果，而自適應控製或強化學習控製則有可能實現更好的性能。我還對書中關於係統辨識和模型預測控製的章節抱有濃厚興趣，希望能學習到如何從曆史數據中構建準確的係統模型，並利用這些模型進行前瞻性的控製。我相信，這本書將為我提供寶貴的理論知識和實踐指導，幫助我將公司帶入一個全新的自動化控製時代。

評分☆☆☆☆☆

馬特有說，當然我會想辦法找一點贊助，而寶馬中國公司也會給予一點幫助。

評分☆☆☆☆☆

書很好！速度還行，就是轉運時書根，有些損壞。

評分☆☆☆☆☆

很好很厚實。感覺自學略感吃力啊

評分☆☆☆☆☆

專業的用詞，專業的知識

評分☆☆☆☆☆

書的內容非常好，很適閤初學者看

評分☆☆☆☆☆

很好很厚實。感覺自學略感吃力啊

評分☆☆☆☆☆

劉小姐說她是代錶一個叫馬特汽車谘詢公司的，公司在上海，專門負責賽車和車手經濟的事務。並且讓我馬上郵寄我的護照給她。我一般自認為很有辨彆能力，而且因為我的手機號碼是比較早的那批，所以一直接到不少莫名電話。電話那頭基本全是激動得告訴我我中瞭一輛帕薩特，讓我馬上郵寄自己的身份證和匯2000元手續費。我一般的迴答全是去你媽的。

評分☆☆☆☆☆

這本書比較經典，值得擁有，雖然價格有點貴

評分☆☆☆☆☆

護照寄瞭將近500，是跑去機場按照特特急來辦理的，差不多和白血病骨髓移植的骨髓享受同樣待遇。兩天以後告之簽證已經辦好瞭，我特地飛往上海。至此為止，整個事情還在莫名其妙之中。