自動化專業係列教材·高等學校電子信息類規劃教材：自動控製原理（第4版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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高國燊，餘文傑，彭康擁 等 編

圖書標籤:

• 自動控製原理
• 控製工程
• 電子信息
• 電氣工程
• 教材
• 大學教材
• 自動化
• 第4版
• 電子科技
• 信號與係統

齣版社： 華南理工大學齣版社

ISBN：9787562338635

版次：4

商品編碼：11187679

品牌：墨點

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2013-02-01

用紙：膠版紙

頁數：458

正文語種：中文

內容簡介

　　《自動化專業係列教材·高等學校電子信息類規劃教材：自動控製原理（第4版）》由高國燊、餘文烋、彭康擁、陳來好編著，《自動化專業係列教材·高等學校電子信息類規劃教材：自動控製原理（第4版）》的內容包括經典控製理論的綫性定常係統理論（時域分析法、根軌跡法、頻率響應法等），非綫性係統理論和綫性離散（時間）控製係統理論等。
　　《自動化專業係列教材·高等學校電子信息類規劃教材：自動控製原理（第4版）》在保持課程內容的係統性和連貫性的基礎上，重點突齣，篇幅精簡。各章均有較豐富的例題和習題，便於讀者自學。
　　《自動化專業係列教材·高等學校電子信息類規劃教材：自動控製原理（第4版）》可作為高等學校工科自動化專業及相近專業的教材，也可供有關專業師生及從事自動化方麵工作的工程技術人員參考。

目錄

第一章 緒論
第一節 引言
第二節 自動控製的基本概念
第三節 自動控製係統的組成
第四節 自動控製係統的分類
第五節 自動控製係統的應用實例
第六節 對自動控製係統的基本要求及本課程的研究內容
本章小結
習題

第二章 自動控製係統的數學模型
第一節 控製係統微分方程的編寫
第二節 傳遞函數
第三節 控製係統的結構圖及其等效變換
第四節 自動控製係統的傳遞函數
第五節 信號流圖
第六節 脈衝響應函數
本章小結
習題

第三章 自動控製係統的時域分析
第一節 穩定性和代數穩定判據
第二節 典型輸入信號和階躍響應性能指標
第三節 一階係統的動態性能指標
第四節 二階係統的動態性能指標
第五節 高階係統的動態性能
第六節 穩態誤差分析
第七節 基本控製規律的分析
第八節 利用MATLAB進行時域分析
本章小結
習題

第四章 根軌跡分析法
第一節 根軌跡的基本概念
第二節 繪製根軌跡的基本法則
第三節 控製係統根軌跡的繪製
第四節 求取閉環係統零、極點的方法
第五節 增加開環零、極點對根軌跡的影響
第六節 控製係統的根軌跡法分析舉例
第七節 利用MATLAB繪製根軌跡圖
本章小結
習題

第五章 頻率特性分析法
第一節 頻率特性的基本概念
第二節 頻率特性的幾種圖示方法
第三節 典型環節的頻率特性
第四節 係統的開環頻率特性
第五節 奈奎斯特穩定判據
第六節 穩定裕度
第七節 利用開環頻率特性分析係統的性能
第八節 利用閉環頻率特性分析係統的性能
第九節 利用MATLAB繪製頻率特性麯綫圖
本章小結
習題

第六章 自動控製係統的校正
第一節 控製係統校正的基本概念
第二節 常用校正裝置及其特性
第三節 自動控製係統的頻率法校正
第四節 串聯校正裝置的根軌跡法設計
第五節 串聯校正裝置的期望對數頻率特性設計法
第六節 並聯校正裝置的設計
第七節 MATLAB單輸入單輸齣係統設計工具SISODesignTool
本章小結
習題

第七章 非綫性控製係統的分析方法
第一節 非綫性控製係統概述
第二節 相平麵分析法
第三節 非綫性控製係統的MATLAB仿真舉例
本章小結
習題

第八章 綫性離散（時間）控製係統分析
第一節 綫性離散（時間）控製係統的基本概念
第二節 采樣過程和采樣定理
第三節 Z變換
第四節 離散（時間）控製係統的數學模型
第五節 離散（時間）控製係統穩定性分析
第六節 離散（時間）控製係統的穩態誤差分析
第七節 離散（時間）控製係統的動態性能分析
第八節 離散（時間）控製係統的校正
第九節 離散（時間）控製係統的MATLAB仿真舉例
本章小結
習題

附錄
附錄Ⅰ常用函數拉氏變換錶
附錄Ⅱ拉氏變換的一些定理
附錄ⅢZ變換錶
參考文獻

前言/序言

《自動控製原理（第4版）》 是一部深入淺齣、係統性強的控製理論教材，旨在為電子信息類專業高年級本科生和研究生提供堅實的理論基礎和解決實際工程問題的能力。本書內容緊扣自動化科學與技術發展的最新動態，並結閤瞭大量工程實例，力求在理論深度和實踐應用之間取得最佳平衡。 核心內容涵蓋： 係統建模與描述： 本書從係統辨識入手，詳細介紹瞭綫性定常係統、綫性時變係統以及部分非綫性係統的數學模型建立方法。內容涵蓋傳遞函數、脈衝響應、狀態空間方程等多種描述形式，並對模型的精度和適用範圍進行瞭深入分析，為後續的分析和設計奠定基礎。讀者將學習如何將實際的物理係統（如電機、傳感器、執行器等）轉化為易於分析的數學模型。 時域分析： 重點闡述瞭係統的瞬態響應和穩態響應分析。通過引入單位階躍響應、單位斜坡響應等典型輸入信號，詳細講解瞭係統的穩定性判據（如勞斯判據），以及係統的時域性能指標（如超調量、調節時間、峰值時間等）。此外，還對穩態誤差進行瞭分析，並提齣瞭減小穩態誤差的幾種常用方法，如PID控製中的比例、積分、微分參數的調整。 頻域分析： 提供瞭另一種強大的係統分析工具。本書深入講解瞭頻率響應的定義和計算方法，包括伯德圖、奈奎斯特圖、尼柯爾斯圖等經典頻率特性圖的繪製和解析。通過這些圖形，讀者可以直觀地評估係統的穩定性、動態性能以及對外部乾擾的抑製能力。對於穿越頻率、幅值裕度、相角裕度等關鍵概念，本書都進行瞭清晰的闡述，並結閤實例講解瞭如何利用它們來判斷係統穩定性。 根軌跡分析： 作為一種直觀的係統分析與設計方法，根軌跡技術在本書中得到瞭詳細介紹。讀者將學習如何繪製開環傳遞函數的根軌跡，並分析閉環係統極點隨參數變化的規律。通過根軌跡，可以預判係統性能的變化趨勢，並指導參數的整定，以達到理想的動態響應。 綫性係統最優控製： 引入瞭現代控製理論的重要分支——最優控製。本書介紹瞭綫性二次型最優控製（LQR）的設計方法，通過定義代價函數，求解黎卡提方程，得到最優狀態反饋增益。這種方法能夠使係統在滿足特定性能指標的前提下達到最優控製效果。 狀態觀測器設計： 針對狀態變量無法直接測量的情況，本書詳細講解瞭狀態觀測器的設計原理和方法。包括齊次觀測器、非齊次觀測器以及最小階觀測器等，並結閤實例演示瞭如何利用觀測器來估計係統的狀態，從而實現基於狀態反饋的閉環控製。 數字控製係統分析與設計： 隨著計算機技術在控製領域應用的日益廣泛，本書專門闢齣章節講解數字控製係統的基本原理。內容涵蓋瞭離散時間係統的模型描述、時域和頻域分析方法，以及數字PID控製器的設計。讀者將瞭解如何將連續時間控製係統轉換為離散時間係統，並進行相應的分析和設計。 係統辨識與自適應控製： 隨著係統模型參數的未知或時變的挑戰，本書還引入瞭係統辨識和自適應控製的概念。讀者將學習如何從實驗數據中估計係統模型參數，以及如何設計能夠根據係統變化自動調整控製參數的自適應控製器。 控製係統仿真與工程實踐： 本書強調理論與實踐的結閤，通過大量的仿真算例，幫助讀者理解抽象的控製理論概念，並驗證設計方法的有效性。同時，書中也穿插瞭許多實際工程應用案例，涵蓋瞭工業過程控製、機器人、航空航天等多個領域，展示瞭自動控製原理在解決實際工程問題中的強大作用。 本書的特色： 內容全麵而深入： 涵蓋瞭自動控製原理的核心概念和常用方法，既有經典理論的詳細闡述，也引入瞭現代控製理論的前沿內容。 體係結構清晰： 各章節之間邏輯嚴謹，層層遞進，便於讀者逐步掌握知識。 理論與實踐並重： 豐富的例題和仿真算例，以及對實際工程應用的介紹，使得學習過程更具針對性和實用性。 數學工具的嚴謹運用： 在講解控製理論的同時，注重對相關數學工具（如拉普拉斯變換、Z變換、綫性代數等）的恰當運用，幫助讀者理解數學在控製工程中的威力。 適應性強： 既適閤作為一本完整的控製理論入門教材，也為有一定基礎的讀者提供瞭深入研究的參考。 《自動控製原理（第4版）》 是電子信息類專業學生掌握自動控製核心知識，提升工程實踐能力，為未來從事相關領域的科學研究和工程設計打下堅實基礎的理想選擇。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源也非常豐富，讓我能夠在學習過程中獲得全方位的支持。除瞭詳盡的教材內容，書中還提供瞭大量的補充材料，例如相關的學術論文鏈接，一些經典控製問題的解題思路，以及一些學習資料的推薦。我尤其喜歡書中提供的仿真代碼示例，這些代碼不僅僅是簡單的演示，而是包含瞭對參數設置、模型構建、結果分析的詳細說明，讓我能夠直接上手實踐，並且能夠根據自己的需求進行修改和擴展。我記得在學習狀態空間模型的時候，書中提供的MATLAB代碼讓我能夠快速建立並模擬一個簡單的狀態空間係統，這比我之前隻看理論要有效得多。此外，書中還提供瞭在綫答疑的渠道，雖然我沒有深入使用過，但這種服務能夠給讀者帶來很大的信心，知道在遇到問題時，能夠得到及時的幫助。這本書不僅僅是一本書，它更像是一個完整的學習平颱，為我的學習之路提供瞭堅實的後盾。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節內容安排上，給我帶來瞭一種“由淺入深，由點及麵”的學習體驗。它從最基礎的自動控製係統的構成和基本概念入手，然後逐步引入時域分析、頻域分析等核心工具，最後上升到控製器設計和現代控製理論。我尤其贊賞書中對傳遞函數和頻率響應分析的深入講解，這些工具對於理解和分析控製係統的性能至關重要。書中提供瞭大量的圖錶和示例，幫助我直觀地理解這些概念。我記得在學習伯德圖的時候，書中清晰的圖示和詳細的計算步驟，讓我能夠一步步地掌握如何繪製和解讀伯德圖。更讓我驚喜的是，書中還對一些實際應用中的控製係統進行瞭分析，例如伺服係統、工業過程控製等，讓我能夠將理論知識與實際工程緊密聯係起來。我曾經在一個項目中需要設計一個伺服係統的控製器，書中相關的案例分析給瞭我很大的啓發，讓我能夠更有效地解決問題。總而言之，這本書的內容詳實，邏輯清晰，非常適閤作為自動控製原理的入門教材。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常平實，沒有使用過多華麗的辭藻，而是以一種非常樸素、直接的方式來闡述復雜的概念。這種風格對於我這樣一名需要快速掌握知識的學生來說，非常重要。作者避免瞭使用生僻的專業術語，即使偶爾齣現，也會給齣清晰的定義和解釋。我特彆喜歡書中對一些易混淆的概念進行的辨析，例如係統穩定性與控製器穩定性的區彆，時域響應與頻域響應的關聯等，這些辨析能夠幫助我避免概念上的混淆，從而更準確地理解知識。書中還穿插瞭一些“學習提示”和“注意事項”，這些小貼士往往能夠點醒我一些容易忽略的關鍵點，或者提供一些學習上的捷徑。我記得我之前在學習根軌跡的時候，總是容易犯一些繪製上的錯誤，但書中有一個“繪製根軌跡的常見錯誤”的提示，讓我一下子就明白瞭問題所在，並且能夠避免再次犯錯。這種貼心的設計，讓學習過程更加順暢和高效。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節安排上，在基礎理論和高級應用之間找到瞭一個絕佳的平衡點。在打好紮實的理論基礎後，作者並沒有止步不前，而是迅速將理論知識應用到實際問題的解決中。我尤其欣賞書中對數字控製係統的深入講解，在理論上，它詳細闡述瞭離散時間係統的建模、分析和設計；在實踐上，它提供瞭許多關於數字控製器實現的細節，包括采樣周期對係統性能的影響，以及如何選擇閤適的數字濾波器等。這對於我們現在普遍采用的數字控製係統來說，具有極高的參考價值。書中還涉及瞭一些現代控製理論的內容，例如模糊控製和神經網絡控製，雖然這些內容相對來說比較前沿，但作者的處理方式非常得當，既保留瞭其核心思想，又避免瞭過於深入的理論細節，讓讀者能夠對這些新興的控製方法有一個初步的瞭解。我記得我曾經在某個項目中嘗試使用模糊控製器，但對其設計思路和參數整定感到睏惑，讀瞭這一章後，我纔對模糊控製的原理有瞭更清晰的認識，並找到瞭解決問題的方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構設計非常閤理，章節之間的邏輯關係清晰連貫，就像一條蜿蜒的河流，引導著讀者從源頭逐漸走嚮壯闊的海洋。開篇從最基礎的係統辨識和建模入手，為後續的分析和設計打下瞭堅實的基礎。接著，逐步深入到時域分析和頻域分析，這兩種分析方法是理解控製係統性能和穩定性的關鍵。我特彆喜歡書中對頻率響應分析的講解，通過伯德圖、尼奎斯特圖等工具，能夠直觀地展現係統的頻率特性，預測係統在不同頻率下的響應情況。書中還對係統的穩定性進行瞭深入的討論，包括 Routh 判據、根軌跡法等，讓我能夠準確判斷係統的穩定性邊界。更讓我驚喜的是，書中還專門闢齣章節講解瞭控製器設計，例如 PID 控製器的整定方法，包括經驗整定法和 Ziegler-Nichols 方法等，並且提供瞭如何根據係統特性選擇和優化控製器參數的指導。這對於我們在實際工程中設計控製器非常有幫助。我記得我之前做的一個項目，係統性能一直達不到要求，反復調試 PID 參數也收效甚微，讀瞭這本書之後，我纔意識到自己對參數整定方法的理解不夠深入，書中提供的係統分析和控製器設計方法，幫助我重新審視瞭問題，並最終成功優化瞭係統性能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的案例分析部分是其最大的亮點之一，作者並沒有將理論知識束之高閣，而是將其與實際工程應用緊密結閤，展示瞭自動控製原理在各個領域的廣泛應用。書中涵蓋瞭從工業過程控製，如溫度、壓力、流量的控製，到機器人控製、航空航航天控製、汽車電子控製等多個方麵的案例。每個案例都詳細描述瞭實際係統的特點，麵臨的挑戰，以及如何運用自動控製原理來解決這些問題。我印象最深的是關於飛行器姿態控製的案例，書中詳細分析瞭飛機的動力學模型，以及如何設計控製器來保證飛行姿態的穩定。這讓我深刻體會到自動控製技術在保障飛行安全方麵的重要性。另外，書中對智能交通係統中的車輛自適應巡航控製（ACC）的講解也讓我受益匪淺，它不僅介紹瞭ACC的基本原理，還探討瞭如何處理多車道、復雜交通環境下的挑戰。通過這些鮮活的案例，我能夠更直觀地理解自動控製原理的實際價值，也更加激發瞭我對這一領域深入學習的興趣。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛剛接觸自動控製領域的學生，我最看重的是教材的易讀性和啓發性，而這本書在這方麵做得非常齣色。作者善於運用類比和形象化的語言來解釋抽象的控製概念，例如將反饋控製比作“人體的心髒跳動”或者“汽車的巡航控製”，這些生動的例子能夠幫助我快速理解其核心思想。書中大量的圖示和錶格也極大地增強瞭內容的直觀性，比如各種控製器的結構圖、係統響應麯綫圖、根軌跡圖等，都能夠幫助我更清晰地理解理論知識。我尤其欣賞書中對一些經典控製問題的講解，作者會先提齣問題，然後一步步引導讀者去思考，最後給齣解決方案，這種“問題導嚮”的學習方式非常有效。我記得在學習根軌跡的時候，我曾經覺得非常睏難，但書中通過一步步的圖示分析，詳細講解瞭繪製根軌跡的每一步規則，讓我不再覺得無從下手。此外，書中還提供瞭豐富的仿真實例，通過MATLAB/Simulink等工具，我能夠親手搭建控製係統模型，觀察其動態響應，這大大加深瞭我對理論知識的理解和記憶。這本書不僅僅是在灌輸知識，更是在引導我去思考，去探索，去發現自動控製的魅力。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我大開眼界，原本以為自動控製原理會是一門枯燥晦澀的課程，但讀瞭這本教材之後，我發現自己完全錯瞭！從最基礎的概念講起，循序漸進，一點點地構建起一個完整的知識體係。書中對各種控製係統的建模方法進行瞭詳盡的闡述，比如傳遞函數、狀態空間方程等，每一種方法都配有清晰的推導過程和具體的工程實例，讓人能夠深刻理解其應用場景和優缺點。我尤其喜歡書中對經典控製理論的講解，拉普拉斯變換、根軌跡、奈奎斯特圖、伯德圖這些核心概念，作者都用通俗易懂的語言和圖示進行瞭細緻的剖析，甚至是一些看似復雜的數學推導，在作者的講解下也變得清晰明瞭。而且，書中還融入瞭大量的仿真例子，通過MATLAB/Simulink等工具，直觀地展示瞭控製係統的性能和響應特性，這對於我這樣的初學者來說，簡直是福音。我記得我之前接觸過一些其他的控製理論書籍，總是感覺抓不住重點，或者即使看懂瞭也無法將其應用到實際問題中。但這本書不同，它不僅講“是什麼”，更講“為什麼”和“怎麼做”，讓我能夠真正掌握自動控製的精髓。而且，書中提供的習題也非常有代錶性，涵蓋瞭從理論推導到實際應用的各個層麵，做完這些習題，我感覺自己對知識點的掌握程度得到瞭極大的提升。總而言之，這本書為我打開瞭一扇通往自動控製世界的大門，讓我對這個領域充滿瞭興趣和信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和廣度都令人印象深刻，它並沒有僅僅停留在對基本概念的介紹，而是深入探討瞭許多高級的主題，例如PID控製器的高級整定方法、最優控製理論、滑模控製、自適應控製等。對於每一個高級概念，書中都提供瞭嚴謹的數學推導，並且結閤瞭豐富的案例分析，讓我能夠理解這些復雜理論背後的思想和應用價值。我尤其贊賞作者在處理非綫性係統和魯棒控製方麵的內容，這些是現代控製工程中越來越重要的領域，而本書對此進行瞭深入的講解，讓我對如何處理實際工程中遇到的復雜非綫性係統有瞭更清晰的認識。書中對模型預測控製（MPC）的介紹也讓我眼前一亮，這是一種非常強大的控製策略，在許多工業應用中都發揮著關鍵作用，本書對其原理和實現進行瞭詳細的闡述，並提供瞭相應的仿真示例，讓我能夠初步掌握這種先進的控製技術。此外，書中還對數字控製係統的特性進行瞭詳盡的介紹，包括采樣、離散化、數字控製器設計等，這對於我們當前普遍采用的數字化控製係統來說至關重要。我曾經在工作過程中遇到過一些關於數字控製係統性能不穩定的問題，讀完這一章節後，我茅塞頓開，找到瞭解決問題的思路。這本書不僅僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的工程師在傳授他的寶貴經驗，讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這本書的數學嚴謹性毋庸置疑，它在講解自動控製原理的過程中，對相關的數學工具和方法進行瞭詳細闡述，並且保證瞭推導的嚴謹性。從綫性代數中的矩陣運算，到微積分中的微分方程求解，再到復變函數中的拉普拉斯變換和傅裏葉變換，書中都給予瞭足夠的重視，並且明確指齣瞭這些數學工具在自動控製理論中的重要作用。我特彆欣賞書中對狀態空間方法的講解，作者不僅給齣瞭數學推導，還詳細解釋瞭狀態變量的物理意義，以及如何通過狀態方程來描述係統的動態行為。這對於理解更復雜的控製係統，如多輸入多輸齣（MIMO）係統，至關重要。書中還對綫性係統理論中的一些核心定理進行瞭深入的證明，例如李雅普諾夫穩定性定理等，這讓我對控製係統的穩定性有瞭更深刻的認識。雖然數學推導有時會比較抽象，但作者通過清晰的邏輯和詳細的步驟，使得這些推導過程變得易於理解。我曾有幸閱讀過一些其他關於控製理論的書籍，但有些書籍在數學推導上過於簡潔，導緻我難以跟上思路。而這本書，在保證數學嚴謹性的同時，做到瞭讓讀者能夠理解和掌握。

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