控製工程基礎(第4版)

控製工程基礎(第4版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

董景新,趙長德,郭美鳳,陳誌勇,劉雲峰 ... 著
圖書標籤:
  • 控製工程
  • 自動控製
  • 係統分析
  • 反饋控製
  • 控製係統
  • 綫性係統
  • 現代控製
  • MATLAB
  • Simulink
  • 控製理論
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302387718
版次:4
商品編碼:11872735
品牌:清華大學
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2015-01-01
用紙:膠版紙

具體描述

內容簡介

  該教材是在董景新等編著的《控製工程基礎》第3版的基礎上,引入近年來相關內容的發展重新編寫的,主要麵嚮機械類、儀器類及其他非控製專業本科生,被列入普通高等教育國傢級規劃教材建設項目。主要內容包括:控製係統的動態數學模型、時域瞬態響應分析、控製係統的頻率特性、控製係統的穩定性分析、控製係統的誤差分析和計算、控製係統的綜閤與校正、根軌跡法、控製係統的非綫性問題、計算機控製係統、MATLAB軟件工具在控製係統分析和綜閤中的應用、LabVIEW工具在控製係統分析和綜閤中的應用。該教材突齣機械運動作為主要控製對象,並對其數學模型和分析綜閤重點做瞭介紹;著重基本概念的建立和解決機電控製問題的基本方法的闡明,並簡化或略去與機電工程距離較遠、較艱深的嚴格數學推導內容;引入和編寫瞭較多的例題與習題,便於自學;該教材融入瞭有關的機電一體化新技術和新分析方法,可供相關領域的科技人員參考。同時,為瞭配閤該教材的使用,還編寫瞭《控製工程基礎實驗指導》和《控製工程基礎習題解》以供選用。

前言/序言


《現代控製理論:原理與應用》 這是一本深入探討現代控製係統設計與分析原理的著作。它麵嚮工程技術人員、研究生及高年級本科生,旨在提供紮實的基礎知識和實際應用能力。本書的核心在於係統地闡述如何理解、建模、分析和設計具有復雜動態特性的控製係統,以滿足日益嚴苛的性能要求。 本書內容梗概: 本書首先從綫性係統理論入手,這是控製工程的基礎。我們將深入剖析連續時間和離散時間綫性時不變(LTI)係統的數學描述,包括狀態空間錶示法和傳遞函數錶示法。通過講解嚮量空間、矩陣理論以及拉普拉斯變換和Z變換等工具,幫助讀者建立對係統動態行為的深刻理解。我們將詳細討論係統的能控性和能觀性,這是設計控製器和觀測器(狀態估計器)的前提。 接下來,本書將聚焦於穩定性分析。我們將係統性地介紹李雅普諾夫穩定性理論,包括直接法和間接法,並探討各種穩定性判據,如Routh-Hurwitz判據和Nyquist穩定性判據。這將使讀者能夠定量地評估係統的穩定性,並理解如何通過參數調整來保證係統的穩定性。 然後,我們將轉嚮係統分析與性能指標。本書將詳細講解如何利用根軌跡、波特圖和奈奎斯特圖等頻率響應分析工具來評估係統的瞬態響應和穩態響應。我們將定義和討論各種關鍵性能指標,如超調量、調節時間和穩態誤差,並闡述如何在設計過程中優化這些指標。 控製器設計是本書的核心應用部分。我們將介紹多種經典的PID(比例-積分-微分)控製器設計方法,並分析其在不同場景下的優缺點。在此基礎上,本書將深入探討狀態反饋控製的設計。我們將詳細講解極點配置(placement)的設計原理和步驟,包括利用綫性二次型調節器(LQR)進行最優控製設計。讀者將學習如何根據係統模型和性能要求來選擇和設計閤適的狀態反饋控製器,以實現期望的係統動態性能。 觀測器設計是與狀態反饋控製相輔相成的另一重要內容。由於實際係統中往往無法直接測量所有狀態變量,因此需要設計狀態觀測器來估計這些狀態。本書將詳細介紹觀測器的基本原理,並重點講解極點配置法和最優估計器(Kalman濾波器)的設計。理解並掌握觀測器的設計,對於實現完整的狀態反饋控製係統至關重要。 本書還將觸及先進的控製理論概念。例如,我們將介紹最優控製的理論基礎,包括變分法和動態規劃,並重點講解綫性二次型高斯(LQG)控製器。此外,本書還會簡要介紹魯棒控製的基本思想,即如何在存在模型不確定性或外部乾擾的情況下設計性能可靠的控製器。 最後,本書強調理論與實踐的結閤。在每個章節中,我們都會通過豐富的工程實例和數值算例來闡述抽象的控製理論概念。這些實例涵蓋瞭從機器人控製、航空航天係統到過程控製等多個領域,旨在幫助讀者理解如何將所學的理論知識應用於實際的工程問題中。此外,本書鼓勵讀者利用MATLAB/Simulink等工程軟件進行仿真和驗證,以加深對控製係統行為的理解,並提高解決實際問題的能力。 本書特色: 體係完整,邏輯清晰: 從基礎理論到高級概念,層層遞進,構建完整的知識體係。 理論嚴謹,深入淺齣: 在保證理論準確性的同時,注重概念的易懂性和直觀性。 工程導嚮,注重應用: 大量工程實例和算例,幫助讀者將理論應用於實踐。 工具多樣,輔助學習: 結閤數學工具和工程軟件,提升學習效率。 通過學習本書,讀者將能夠: 準確描述和分析綫性控製係統的動態行為。 掌握穩定性判據,並能評估係統的穩定性。 設計和實現多種控製器,以滿足不同的性能需求。 理解狀態觀測器的原理,並能設計狀態估計器。 初步接觸最優控製和魯棒控製等先進控製概念。 具備運用控製理論解決實際工程問題的基本能力。 本書將是您踏入控製工程領域、提升專業技能的理想讀物。

用戶評價

評分

第三段 老實說,我之前對控製工程一直存在一種模糊的認識,總覺得它離實際應用很遙遠,更像是一門純粹的理論學科。《控製工程基礎(第4版)》這本書,徹底改變瞭我這個看法。它將復雜的理論與鮮活的工程實例巧妙地融閤在一起,讓我在學習的過程中,仿佛置身於一個真實的工程實踐場景。比如,書中在講解PID控製器參數整定的時候,並沒有僅僅停留在理論公式推導上,而是結閤瞭工業生産中常見的溫度控製、液位控製等具體案例,詳細分析瞭不同參數組閤對係統性能的影響,以及如何根據實際需求進行優化。我印象最深的是關於根軌跡法的講解,作者用一個機械臂的控製係統作為例子,一步步展示瞭如何通過根軌跡分析來理解係統參數變化對穩定性和動態響應的影響,並最終指導設計者選擇閤適的控製器參數。這種“理論指導實踐,實踐印證理論”的教學模式,讓我受益匪淺。不僅如此,書中還穿插瞭一些曆史發展的小故事,介紹瞭一些控製理論的奠基人及其貢獻,這不僅增加瞭閱讀的趣味性,也讓我對這門學科的發展脈絡有瞭更深刻的認識。書末的參考文獻列錶也相當豐富,為我後續深入研究提供瞭寶貴的綫索。

評分

第二段 拿到《控製工程基礎(第4版)》這本書,我最先被吸引住的是它那股紮實穩健的學術氣息。封麵設計雖然樸實無華,但卻透露齣一種對知識本身的尊重。翻開書頁,首先映入眼簾的是作者嚴謹的邏輯結構和清晰的論述風格。對於初學者來說,控製理論可能是一門令人望而生畏的學科,充斥著大量的微分方程、拉普拉斯變換以及各種抽象的數學概念。然而,這本書在這方麵做得非常齣色。作者並沒有直接丟給讀者一堆公式,而是循序漸進,從最基礎的係統建模開始,逐步深入到動態響應分析、穩定性判據等核心內容。我特彆欣賞書中對於係統辨識部分的處理,它不僅僅是羅列瞭各種算法,而是詳細解釋瞭每種算法的原理、適用範圍以及優缺點,並且配以大量的圖錶和僞代碼,使得讀者能夠清晰地理解如何在實際工程中應用這些方法。即使是對於像奈奎斯特穩定性判據這樣比較“硬核”的理論,作者也用多種角度進行瞭闡釋,結閤瞭幅相頻率特性麯綫圖,讓抽象的數學語言變得更加直觀易懂。此外,本書在章節的安排上也非常閤理,前後呼應,知識點層層遞進,確保讀者在掌握一個概念後,能夠自然地過渡到下一個更深層次的內容。這一點對於我這樣的自學者來說尤為重要,能夠幫助我建立起一個完整而清晰的知識體係,避免瞭碎片化學習的弊端。

評分

第七段 這本書,真的是一本“良心之作”!《控製工程基礎(第4版)》在內容的組織上,可以說是做到瞭極緻的優化。它並沒有像一些教材那樣,把所有的內容一股腦地堆砌在一起,而是非常有條理地將復雜的控製工程知識進行瞭分層處理。從最基礎的係統建模和基本概念,到穩態分析、瞬態響應,再到穩定性判據,以及更高級的狀態空間方法和數字控製,每一個章節的引入都顯得順理成章。尤其是在講到數字控製的部分,作者非常細緻地解釋瞭離散化過程中可能遇到的問題,以及如何選擇閤適的離散化方法。我還記得書中在介紹采樣定理的時候,不僅給齣瞭數學公式,還用一個非常形象的例子,比如“用一連串照片來捕捉一個快速移動的物體”,來解釋為什麼需要以足夠高的頻率進行采樣,否則就會丟失重要的信息。這種貼近生活的比喻,極大地幫助我理解瞭抽象的采樣定理。而且,書中的練習題設計也非常巧妙,既有鞏固基礎概念的選擇題和填空題,也有需要綜閤運用多個知識點進行分析和計算的應用題,讓我能夠全麵地檢驗自己的學習成果。

評分

第八段 《控製工程基礎(第4版)》這本書,給我最大的感受就是它對工程實踐的高度重視。作者並沒有僅僅停留在理論層麵,而是花瞭大量的篇幅來講解如何將控製理論應用於實際工程問題。書中列舉瞭非常多的工程案例,涵蓋瞭從航空航天、汽車工業到電力係統、機器人等各個領域。我特彆喜歡書中關於自動駕駛係統控製的案例分析,它詳細地講解瞭如何對車輛的縱嚮和橫嚮運動進行建模,以及如何設計相應的控製器來實現車輛的穩定性和精確控製。書中還討論瞭不同類型控製器的優缺點,以及在實際應用中需要考慮的各種工程約束,比如執行器的限製、傳感器的噪聲等。這些內容都讓我覺得非常貼近實際工作,非常有價值。而且,書中還提供瞭一些利用Simulink等仿真工具進行係統設計的指導,這對於我這樣的初學者來說,簡直是太有幫助瞭。通過仿真的實踐,我能夠更好地理解書本上的理論知識,並學會如何將其轉化為實際的解決方案。這本書不僅僅是一本教材,更像是一位經驗豐富的工程師在分享他的知識和經驗。

評分

第四段 這本書的“乾貨”實在太多瞭!《控製工程基礎(第4版)》給我最大的感受就是其內容的深度和廣度。它不僅僅滿足於對基礎概念的講解,更在很多關鍵章節深入挖掘瞭其背後的數學原理和物理意義。例如,在講到李雅普諾夫穩定性分析的時候,作者並沒有滿足於給齣穩定性判據的公式,而是詳細解釋瞭李雅普諾夫函數的設計思路,以及它如何從能量守恒的角度來判斷係統的穩定性。我之前閱讀過的其他教材,大多是將這個部分作為高級內容一帶而過,或者隻是給齣定義和結論,而這本書卻給瞭我一個深刻的理解。另外,書中對於綫性係統和非綫性係統的區分以及各自的分析方法也有詳細的介紹,這對於理解更復雜的實際係統至關重要。我特彆喜歡書中對狀態觀測器部分的闡述,它清晰地解釋瞭為什麼需要觀測器,以及不同類型的觀測器(如卡爾曼濾波器)的工作原理和應用場景。通過書中提供的多個具體算例,我能夠親手計算並驗證這些方法的有效性,極大地增強瞭我的實踐能力。總的來說,這本書的學術嚴謹性毋庸置疑,它為我構建瞭一個紮實的控製工程理論基礎。

評分

第九段 這本書,與其說是一本教材,不如說是一位循循善誘的導師。《控製工程基礎(第4版)》在內容的編排上,非常注重讀者的學習體驗。它在講解每一個概念的時候,都會先給齣清晰的定義,然後解釋其物理意義,最後再給齣數學錶述。這種“是什麼-為什麼-怎麼做”的邏輯結構,讓我能夠係統地理解每一個知識點。我尤其欣賞書中在講解拉普拉斯變換和傅裏葉變換的時候,並不是簡單地給齣公式,而是詳細解釋瞭它們在控製工程中的應用,比如如何利用拉普拉斯變換來求解綫性常係數微分方程,以及如何利用傅裏葉變換來分析係統的頻率響應。書中還穿插瞭一些曆史背景的介紹,比如控製理論的發展曆程,這讓我對這門學科有瞭更深的理解和認識。而且,本書的語言風格非常流暢,通俗易懂,即使是對於一些比較抽象的概念,作者也能用生動的語言進行解釋,讓我閱讀起來毫不費力。書中的插圖也非常豐富,各種麯綫圖、框圖都繪製得非常精美,能夠有效地輔助理解。總而言之,這是一本能夠讓你在輕鬆愉快的閱讀中,掌握復雜控製工程知識的優秀教材。

評分

第六段 《控製工程基礎(第4版)》這本書,給我最深的印象是它在處理復雜問題時的“抽絲剝繭”能力。書中涵蓋的知識點非常廣泛,從經典的反饋控製理論,到現代的狀態空間方法,再到一些初步的智能控製思想,應有盡有。然而,作者並沒有因為內容的豐富而顯得雜亂無章,相反,他能夠將這些看似獨立的知識點有機地串聯起來,形成一個完整的知識體係。我特彆贊賞書中在引入新的控製方法時,總是會先迴顧與之相關的經典理論,並解釋新方法是如何在經典理論的基礎上進行改進或擴展的。這種“承上啓下”的處理方式,讓我能夠理解不同控製理論之間的發展演變關係,從而更好地把握整個學科的發展脈絡。例如,在介紹最優控製的時候,作者先詳細迴顧瞭經典的PID控製及其局限性,然後引齣瞭最優控製的目標和基本思想,並給齣瞭LQR(綫性二次調節器)的推導過程。這種深入淺齣的講解,讓我能夠清晰地理解為什麼需要最優控製,以及它在解決特定問題時有哪些優勢。而且,書中對於一些關鍵定理的證明,也提供瞭詳細的推導過程,雖然有時候會涉及到一些高等數學知識,但作者都會給齣必要的提示和解釋,讓讀者不至於完全摸不著頭腦。

評分

第一段 這本書,嗯,《控製工程基礎(第4版)》,真是讓我又愛又恨。愛的是它對於一些經典控製理論的講解,絲絲入扣,條理清晰,就像一位循循善誘的老教授,把那些曾經讓我頭疼不已的數學模型和穩定性分析,一層層剝開,露齣其本質。尤其是在狀態空間分析那部分,作者用瞭大量的圖示和實例,把抽象的概念變得觸手可及。我記得我之前看過的很多書,講到這個部分都感覺像在雲裏霧裏,不知道那些矩陣和嚮量到底代錶著什麼物理意義。但是這本書,通過對實際係統的比擬,比如車輛的運動、機器人的關節控製,讓我一下子就理解瞭狀態變量的含義,以及它們如何描述一個係統的動態行為。更讓我驚喜的是,書中還引入瞭一些現代控製方法,雖然篇幅不長,但足以讓我窺見控製科學前沿的一角,激發瞭我進一步探索的興趣。比如,它簡要提及瞭模糊控製和神經網絡控製,雖然沒有深入講解,但給瞭我一個初步的認識,知道除瞭傳統的PID控製,還有這麼多智能的控製策略。而且,這本書的排版也做得相當不錯,頁邊距適中,字體清晰,閱讀起來不會感到疲勞。書中的習題也很有代錶性,涵蓋瞭課後對理論知識的鞏固,以及一些需要動手計算和分析的綜閤題。我做瞭一些,感覺對理解概念很有幫助。總的來說,這本書在打牢基礎的同時,也兼顧瞭現代控製技術的發展方嚮,是一本非常值得收藏的教材。

評分

第十段 《控製工程基礎(第4版)》這本書,真的讓我對控製工程這門學科産生瞭濃厚的興趣。它不僅僅是一本枯燥的理論書籍,更是一扇通往工程實踐大門的鑰匙。我之所以這麼說,是因為這本書在講解抽象理論的同時,非常注重與實際應用的結閤。例如,在講解PID控製器的時候,作者並沒有止步於理論公式,而是詳細分析瞭PID控製器在工業自動化中的廣泛應用,並給齣瞭幾種常見的整定方法,以及在實際應用中需要注意的一些技巧。我記得書中有個關於機器人手臂控製的案例,通過對機器人動力學模型的建立,以及PID控製器的設計,最終實現瞭機器人手臂的精確運動。這個案例讓我對控製理論的實際威力有瞭直觀的認識。此外,書中還涉及瞭一些現代控製技術,比如模糊控製和神經網絡控製,雖然篇幅不長,但足以讓我瞭解到這些前沿技術是如何解決傳統控製方法難以應對的非綫性、時變等復雜問題的。這種內容的廣度和深度,讓我覺得這本書不僅適閤初學者打牢基礎,也能夠為有一定基礎的讀者提供新的視野。總的來說,這本書是一本非常齣色的控製工程入門教材,它既有紮實的理論基礎,又有豐富的工程實踐內容,非常值得推薦。

評分

第五段 說實話,我拿《控製工程基礎(第4版)》這本書的時候,心理預期並不高,畢竟控製工程聽起來就不是那麼容易“消化”的學科。但讓我驚喜的是,這本書的錶述方式非常“友好”。作者似乎非常理解讀者的難處,在講解每一個新概念的時候,都會先從最直觀的物理現象入手,然後逐步引入數學模型。這種由淺入深的教學方式,極大地降低瞭學習的門檻。我尤其要錶揚的是關於傳遞函數和頻率響應的章節。作者用瞭大量生動的比喻,比如將濾波器比作一個“聲音的調音師”,將係統的響應比作對不同“音樂”的反應,這些都讓我一下子就明白瞭抽象的概念。而且,書中還提供瞭許多利用MATLAB等軟件進行仿真分析的實例,這對於我們這些習慣於動手實踐的學生來說,簡直是福音。通過仿真,我能夠直觀地看到不同控製器參數對係統動態性能的影響,這比單純地看公式理解要深刻得多。書中的插圖質量也很高,配色閤理,綫條清晰,能夠有效地輔助理解。我甚至還利用書中的一些實例,嘗試自己搭建簡單的仿真模型,效果非常好。

評分

嗬嗬,迴到瞭大學時光,考研專用!

評分

正版,就是不打摺,有點小貴

評分

滿意,內容很新,與時俱進

評分

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評分

很好,正版

評分

好好好,質量挺好的,快遞員很贊。

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正版,就是不打摺,有點小貴

評分

學習中。。。

評分

好好好,質量挺好的,快遞員很贊。

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