自动控制原理(第4版)

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孙炳达 著
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111530275
版次:4
商品编码:11951235
品牌:机工出版
包装:平装
丛书名: 普通高等教育“十三五”规划教材
开本:16开
出版时间:2016-07-01
用纸:胶版纸
页数:260

具体描述

内容简介

  本书涵盖了“经典控制”内容。重点对线性定常系统的时域分析法、频率特性分析法和非线性系统的描述函数分析法作了全面的阐述。对线性定常系统的根轨迹分析法、离散系统分析方法和非线性系统相平面分析方法的主要内容及应用作了简要介绍。
  本书以“应用为重点,三基(基本概念、基本原理和基本分析方法)为主线”,具有“内容全面、重点突出、层次分明、定义准确、概念清晰、论述简明及通俗易懂”的特色。
  本书可作为电气工程类、自动化类各专业的本科,非控制工程学科硕士研究生的教材。主要章节(未带*号)内容也适合机电类、信息类及计算机应用专业或高职院校、成人教育及电视大学的相近专业学生学习,也可供有关从事控制工程应用的技术人员参考。
  本书配有电子课件,欢迎选用本书作教材的老师登录www.cmpedu.com注册后下载。
  本书有配套的《自动控制原理学习指导、例题及习题解答》辅导学习参考书(已由机械工业出版社出版)。

目录

前言
第一章自动控制系统的基本概念1
第一节自动控制的基本方式1
第二节闭环控制系统的基本组成4
第三节自动控制系统的分类6
第四节对控制系统的基本要求7
习题8
第二章线性连续系统的数学模型11
第一节动态微分方程的编写11
第二节非线性数学模型的线性化18
第三节传递函数22
第四节系统结构图及其等效变换27
第五节信号流程图40
第六节脉冲响应函数45
习题46
第三章控制系统的时域分析法50
第一节典型输入信号和时域性能指标50
第二节一阶系统分析52
第三节二阶系统分析56
第四节高阶系统分析65
第五节稳定性分析及代数判据67
第六节稳态误差分析及计算71
习题79
�车谒恼驴刂葡低车母�轨迹分析法83
第一节系统根轨迹的基本概念83
第二节绘制根轨迹的基本条件和
基本规则84
第三节系统根轨迹的绘制89
第四节参量根轨迹91
第五节系统性能的根轨迹分析92
习题96
第五章控制系统的频率特性分析法98
第一节频率特性的基本概念98
第二节频率特性的表示方法101
第三节典型环节的频率特性102
第四节系统开环频率特性绘制111
第五节用频率法分析系统的稳定性116
第六节用频率法分析系统的稳态性能123
第七节用开环频率特性分析系统的
动态性能125
�车诎私谟帽栈菲德侍匦苑治鱿低承阅�130
第九节传递函数的实验求取133
习题135
第六章频率法校正139
第一节概述139
第二节串联超前校正140
第三节串联滞后校正144
第四节串联滞后�渤�前校正147
�车谖褰谄谕�串联校正152
�车诹�节并联校正155
第七节PID校正装置及其原理159
习题163
�车谄哒路窍咝韵低撤治�165
第一节控制系统中的典型非线性特性165
第二节描述函数法167
第三节用描述函数法分析非线性系统173
第四节改善非线性系统性能的方法177
�车谖褰谙嗥矫娣治龇�181
�车诹�节非线性系统的相平面分析186
习题189
�车诎苏孪咝岳肷⒖刂葡低车�
分析与综合191
第一节离散控制系统概述191
第二节连续信号的采样与复现192
�车谌�节Z变换及Z反变换196
第四节线性离散系统的数学模型200
第五节离散控制系统的稳定性分析205
第六节离散控制系统的稳态误差分析207
第七节离散控制系统的动态性能分析210
第八节数字控制器的模拟化设计215
第九节数字控制器的离散化设计218
第十节数字PID调节器及参数选择221
习题223
�车诰耪翸ATLAB在自动控制
原理中的应用225
第一节MATLAB软件界面225
第二节MATLAB程序基础227
第三节Simulink操作简介233
第四节线性控制系统仿真241
第五节非线性控制系统仿真252
第六节离散控制系统仿真254
习题256
附录258
附表��1常用函数拉普拉斯变换表258
附表��2拉普拉斯变换的主要定理259
附表��3常用Z变换表259
参考文献261

前言/序言

  本书自2000年第1版出版以来,在全国普通高等院校中一直被广泛采用,得到了广大教师、学生和工程技术人员的充分肯定。为了更好地适应教学和学习的需要,对本书再次修订。
  本书涵盖了“经典控制”的内容。修订时仍坚持“应用为重点,三基(基本概念、基本原理和基本分析方法)为主线”的原则;保持“内容全面、重点突出、层次分明,定义准确、概念清晰、论述简明,通俗易懂”的特色。
  全书共九章。第一~六章为线性定常连续控制系统内容;第七章为非线性控制系统内容;第八章为线性定常离散系统内容;第九章为自动控制原理的MATLAB仿真实验应用。
  孙炳达负责全书修订内容的制定和统稿工作。广东工业大学自动化学院龙德、张祺和李明参与了本版次部分章节内容的修订,其中第一、二、三、五章由孙炳达修订;第四、六章由龙德修订;第七、九章由张祺修订;第八章由李明修订。广东技术师范学院王中生教授任主审。
  书中,第一、二、三、五、六章的内容(未带*号)为重点。其他章节的内容,对于非自动化类的学生,可少讲、选讲或不讲。对于高职高专或成人继续教育类的学生,可只学未带*号的一些内容。
  在编写及修订本书的过程中,广东工业大学谢莉萍、王明诚和梁志坤老师为本书前几版作出过巨大贡献,深表谢意!参考或吸收了部分同类教材或参考书的内容,得到了广东工业大学、广东技术师范学院及其天河学院、广东科技学院的教务处及相关同志的支持和鼓励,在此,向上述相关作者、单位表示衷心的感谢!
  为了方便学生学习,本书有配套的《自动控制原理学习指导、例题及习题解答》辅导学生参考书(已由机械工业出版社出版)。该书紧扣主教材内容,每章包含:知识结构、重点内容、例题精选及主教材每章后的习题解答方法等四方面内容。
  由于编者水平有限,书中可能会有不足或错漏之处,殷切期望读者及同行给予批评指正。
  编者


《信号与系统》 深度剖析动态世界的运作规律 在现代科技飞速发展的浪潮中,无论是通信、能源,还是精密制造、生物医学,其核心都离不开对“信号”的理解与“系统”的掌控。而《信号与系统》这本书,正是为读者打开这扇通往动态世界奥秘之门的一把钥匙。它不仅仅是一门课程的教材,更是一种认识世界、分析问题、解决问题的思维框架。这本书将带领您深入探究那些无处不在的信号——声音、图像、电磁波、经济数据、生物电信号等——以及它们如何在各种各样的系统中传递、处理和变换。 本书的独特视角与核心内容 《信号与系统》的书写,旨在为学习者提供一套严谨而直观的分析工具,使之能够深刻理解连续时间(CT)和离散时间(DT)信号的性质,以及它们在不同系统中的行为表现。本书从最基础的概念入手,逐步深入到复杂而强大的分析方法。 第一部分:信号的描绘与理解 我们首先从“信号”本身开始。本书将详细介绍各种基本信号的定义和特性,例如: 单位冲激信号(Dirac Delta Function)与单位阶跃信号(Heaviside Step Function): 它们是信号分析中的基石,对于理解信号的瞬时响应和累积效应至关重要。您将学习它们在连续和离散系统中的数学表示及其物理意义。 指数信号、正弦信号与复指数信号: 这些信号是许多复杂信号的组成单元,也是理解系统频率响应的关键。本书将阐释复指数信号的普适性,以及如何通过傅里叶级数和傅里叶变换将其分解。 周期信号与非周期信号: 区分和分析不同周期的信号是理解其频谱特性的前提。您将学习如何通过傅里叶级数来表示周期信号,并探索其离散化的频率成分。 能量信号与功率信号: 不同的信号类型具有不同的能量和功率特性,这对于系统设计和资源分配具有重要意义。本书将提供清晰的定义和计算方法。 在掌握了基本信号之后,我们将深入探讨信号的运算和变换: 信号的时域运算: 包括加法、乘法、伸缩、移位、翻转等。这些基本运算是理解更复杂信号处理操作的前提。 傅里叶级数(Fourier Series): 对于周期信号,傅里叶级数提供了一种将其分解为一系列正弦和余弦分量的强大方法,从而揭示信号的频率内容。本书将详细推导其公式,并通过大量实例展示其应用。 傅里叶变换(Fourier Transform): 对于非周期信号,傅里叶变换是其时域表示向频域表示的桥梁,它揭示了信号在连续频率上的分布。本书将重点讲解傅里叶变换的定义、性质(如线性、时移、频移、卷积定理、Parseval 定理等)及其在信号分析中的广泛应用。 拉普拉斯变换(Laplace Transform): 尤其适用于分析线性时不变(LTI)系统,它能够将复杂的微分方程转化为代数方程,简化求解过程。本书将深入介绍拉普拉斯变换的定义、收敛域(ROC)的概念、以及它在系统稳定性分析和瞬态响应计算中的作用。 Z变换(Z-Transform): 与拉普拉斯变换对应,Z变换是分析离散时间系统(DTS)的强大工具。它能够将离散时间卷积转化为代数乘积,极大地简化了离散系统分析。本书将详细讲解Z变换的定义、性质、收敛域以及它在数字信号处理中的核心地位。 第二部分:系统的建模与分析 在理解了信号的本质之后,我们便将目光转向“系统”。系统是指能够接收输入信号并产生输出信号的任何实体。本书的重点在于分析一类非常重要的系统——线性时不变(LTI)系统。 系统的基本概念: 书中将首先介绍系统的定义、分类(线性与非线性、时变与时不变、因果与非因果、稳定与非稳定等),以及如何用数学模型来描述它们。 线性时不变(LTI)系统的特性: LTI系统因其良好的数学性质而成为信号处理和控制理论的核心。本书将深入剖析LTI系统的叠加性和时移不变性。 卷积(Convolution): 卷积是LTI系统分析中最核心的概念之一。无论是连续时间还是离散时间,系统的输出信号都可以通过输入信号与系统冲激响应(或脉冲响应)的卷积来得到。本书将提供详细的数学推导和直观的解释,并通过图示和大量算例帮助读者掌握卷积的计算方法。 系统函数(System Function)与传递函数(Transfer Function): 利用拉普拉斯变换和Z变换,我们可以引入系统函数(或传递函数)的概念。它是在频域(s域或z域)对系统进行描述,能够直观地反映系统的频率特性、极点和零点,从而深入理解系统的行为。本书将阐释如何从系统函数推导出系统的时域响应,以及如何利用它来分析系统的稳定性。 频率响应(Frequency Response): 对于LTI系统,其频率响应是描述系统如何处理不同频率成分输入信号的关键。本书将详细分析系统的频率响应(幅频特性和相频特性),以及它在滤波器设计、信号均衡等领域的重要性。 系统稳定性(System Stability): 稳定性的概念对于任何实际系统都至关重要。本书将通过拉普拉斯变换的收敛域和Z变换的收敛域,以及传递函数的极点位置,来严格定义和分析系统的稳定性。 抽样(Sampling)与重建(Reconstruction): 理论联系实际,本书将详细讨论连续时间信号如何被离散化(抽样),以及如何根据离散信号重建原始连续信号。您将深入理解奈奎斯特定理(Nyquist Criterion)在防止混叠(Aliasing)中的关键作用,以及不同重建方法(如零阶保持、一阶保持)的原理和优缺点。 离散时间系统的分析: 除了Z变换,本书还将介绍离散傅里叶变换(DFT)和快速傅里叶变换(FFT)在实际数字信号处理中的应用,它们是在计算机上进行频谱分析的基石。 本书的学习价值与应用领域 《信号与系统》的学习,将为您带来以下几个方面的核心能力: 1. 强大的数学建模能力: 掌握将实际物理现象抽象为数学模型,并用严谨的数学工具进行分析。 2. 深入的系统理解能力: 能够洞察不同系统的内在规律,预测其对各种输入信号的响应。 3. 高效的问题解决能力: 针对信号处理、系统分析、控制设计等问题,能够选择恰当的分析方法,并提出有效的解决方案。 4. 跨学科的知识基础: 本书的内容是电子工程、通信工程、计算机科学、自动化、甚至物理学和经济学等众多领域的基础,能够为您未来的深入学习和研究打下坚实基础。 谁适合阅读这本书? 电子信息类专业的学生: 这是入门电子工程、通信工程、自动化等专业的核心课程。 计算机科学与技术专业的学生: 在数字信号处理、图像处理、语音识别等领域,本书的内容是必不可少的。 对信号处理和系统分析感兴趣的工程师和研究人员: 无论您身处哪个行业,只要您的工作涉及数据分析、动态系统建模或信息传输,本书都能为您提供宝贵的知识和工具。 希望提升数学和工程分析能力的爱好者: 如果您对理解世界运作的规律充满好奇,并愿意投入精力进行严谨的数学推导和概念理解,那么本书将是一次极具挑战性和回报的学习经历。 《信号与系统》不仅仅是一本教材,它更是一种思维方式的启蒙。通过学习本书,您将装备一套强大的分析利器,能够从容应对信息爆炸时代对我们提出的各种挑战,并在这个充满动态变化的世界中,找到属于自己的清晰脉络。

用户评价

评分

我必须承认,这本书的深度和广度都给我留下了深刻的印象。作者在内容编排上,遵循了由浅入深、由易到难的原则,让我能够循序渐进地掌握自动控制的精髓。我最喜欢的一点是,作者在引入新概念时,总是会先从一个直观的物理模型或者一个生活中的实例出发,然后逐步过渡到抽象的数学描述。例如,在讲解伺服系统时,他会先描述一个物体需要被精确地定位,然后解释为什么我们需要一个反馈机构来不断地修正误差,最后才引入PID控制器的具体形式。这种“情境式”的引入方式,极大地降低了理解门槛,让我能够轻松地将抽象的理论与实际应用联系起来。书中的图示,尤其是一些动态过程的仿真图,让我对系统的响应特性有了非常直观的认识。我记得有一张图,展示了不同阻尼系数下二阶系统的单位阶跃响应曲线,通过这张图,我能够非常清楚地看到,阻尼系数是如何影响系统的超调量和调节时间的。这本书不仅仅是教我“怎么做”,更重要的是教我“为什么这么做”,以及“这样做会带来什么结果”。这种思维方式的培养,对我来说是非常宝贵的。而且,书中的一些章节,还涉及到了现代控制理论的一些初步内容,例如最优控制和模糊控制,虽然这些内容我还没有完全掌握,但作者的讲解让我对这些前沿技术有了初步的了解,激发了我进一步学习的兴趣。

评分

我必须说,这本书的内容之丰富,远超出了我的想象。它不仅仅是讲解了自动控制的“是什么”,更重要的是“为什么”和“如何”。作者在阐述每一个重要概念时,都会追溯其产生的历史背景和理论基础,让我明白这些理论是如何一步步发展起来的,以及它们所解决的根本问题。例如,在讲解PID控制器的由来时,作者详细介绍了PID算法的发展历程,以及它为何至今仍然是应用最广泛的控制器之一。这让我对PID控制的认识,不再是停留在“三个参数简单组合”的层面,而是对其背后深厚的理论支撑和工程实践经验有了更深的理解。书中的数学推导,虽然严谨,但作者总是会适时地给出一些“提示”或者“解释”,让我明白每一步的逻辑关系,以及推导的最终目的。我记得在推导最优控制理论的初步内容时,涉及到变分法和动态规划,这些内容对我来说是全新的,但作者通过清晰的步骤和对各个项的物理解释,让我能够逐步跟上。最让我惊喜的是,书的最后部分,还涉及了一些现代控制理论的入门知识,比如李雅普诺夫稳定性理论和模糊控制等。虽然这些内容相对前置部分更加深入和抽象,但作者仍然坚持了深入浅出的风格,为我打开了进一步学习的大门。我深信,这本书不仅仅能满足当前的需求,更能为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

评分

阅读这本书的过程,就像是在经历一场思维的“洗礼”。作者在讲解每个概念时,都力求做到概念清晰、逻辑严谨、推导完整。我尤其欣赏他在处理那些复杂的数学推导时,能够始终抓住核心思想,并用通俗易懂的语言进行阐释。例如,在讲解线性系统和非线性系统时,作者并没有停留在简单的数学定义上,而是结合了实际的物理例子,比如弹簧-质量-阻尼系统,来阐述线性和非线性系统在行为上的本质区别。这让我对这些概念有了更深刻的理解,而不仅仅是记住公式。书中关于稳定性分析的部分,是我觉得收获最大的地方之一。作者不仅介绍了传统的代数稳定判据,还深入讲解了李雅普诺夫稳定性理论。他对李雅普诺夫第二方法的讲解,通过构造能量函数来判断系统的稳定性,让我对“稳定性”这个抽象概念有了更宏观的认识,不仅仅是要求解微分方程的根,而是从能量守恒的角度去理解。书中的习题设计也非常精妙,有的题目要求进行理论推导,有的题目要求进行仿真分析,还有的题目则鼓励去设计控制器。我记得有一道题目,要求分析一个实际的飞行控制系统,并设计一个控制器来保证飞机的稳定性。这个题目让我体会到了理论知识在解决实际工程问题中的重要性。总而言之,这本书的内容非常扎实,讲解也很深入,对于想要真正掌握自动控制原理的读者来说,绝对是一本值得反复研读的经典之作。

评分

我得说,这本书绝对是我电子工程学习生涯中的一个里程碑。作者的讲解风格非常独特,他善于将复杂的数学概念转化为直观的物理意义,让我能够轻松地理解那些原本看似难以捉摸的原理。我尤其喜欢他在引入反馈控制的概念时,不仅仅是给出了数学模型,而是通过一系列生动形象的类比,比如一个“有主见的”水龙头,是如何通过感知水位来自动调节出水量的,让我一下子就理解了反馈控制的核心思想。书中的数学推导,虽然严谨,但作者总是会在关键的地方给出非常贴心的提示,让我明白每一步推导的目的和意义。我记得在讲解频率响应分析时,作者花了大量篇幅去阐述波德图的绘制方法和解读技巧,以及幅频特性和相频特性是如何共同揭示系统的动态性能。通过大量的图示和实例,我终于能够直观地理解,例如“穿越频率”和“截止频率”这些概念,在分析系统稳定性和响应速度时所起到的重要作用。书中的习题设计也非常有梯度,从基础的概念巩固,到复杂的系统综合设计,能够有效地锻炼读者的分析问题和解决问题的能力。我记得有一道关于汽车巡航控制系统的题目,要求我分析系统的稳定性,并设计一个合适的控制器来保证汽车在不同路况下的平稳行驶。这个题目让我体会到了自动控制理论在实际工程中的广泛应用。这本书不仅仅是知识的传授,更是一种思维方式的培养,让我学会了如何用系统化的思维去分析和解决问题。

评分

这本书带来的不仅仅是知识的增益,更是一种对工程问题的全新的审视方式。在阅读过程中,我最大的感受就是作者对细节的把控和逻辑的严谨。他不会因为某个概念看起来简单就一带而过,而是会深入剖析其内在的物理含义和数学本质。比如,在讲到系统辨识时,作者详细介绍了各种辨识方法的原理、优缺点以及适用条件,并举例说明了如何根据不同的实际情况选择合适的辨识方法。这让我明白,理论知识并非孤立存在,而是需要与实际工程问题相结合,才能发挥最大的价值。书中的数学公式,虽然繁多,但作者总是会给出清晰的定义和解释,并且会重点突出关键的公式及其物理意义。我记得在研究系统的频率响应时,作者花了大量篇幅去解释幅频特性和相频特性分别代表了什么,以及它们如何共同决定了系统的动态性能。通过大量的图例和文字描述,我终于能够直观地理解,例如“幅值裕度”和“相角裕度”这些概念,在判断系统稳定性时所起到的至关重要的作用。书中的案例分析部分,更是让我大开眼界。作者选取了许多经典的自动控制工程案例,详细阐述了如何从问题描述出发,建立数学模型,然后运用前面学到的理论知识进行分析和设计,最终解决实际工程问题。这些案例让我明白了,学习自动控制理论,最终是为了解决实际问题,而不是仅仅停留在书本的理论层面。

评分

这本书给我的感觉,就像是给我打开了一个全新的世界,一个关于“如何让事物按照我们期望的方式运动”的世界。我之所以这么说,是因为作者在讲解过程中,非常注重概念的物理意义和直观理解。比如,在讲到状态空间方法的时候,他并没有上来就给出一堆矩阵方程,而是先类比了电路分析中的基尔霍夫定律,说明状态变量是如何描述系统内部状态的,以及如何通过这些状态变量来预测系统的未来行为。这个类比非常有启发性,让我对状态空间这一抽象的概念有了一个初步的认识。书中的图示,特别是各种典型的动态响应曲线,比如单位阶跃响应、斜坡响应等,都配有非常详细的分析,解释了超调量、峰值时间、调节时间等这些性能指标分别代表了什么,以及它们如何影响系统的实际性能。这让我不再是死记硬背这些术语,而是真正理解了它们背后的物理含义。我记得有一个章节,详细介绍了如何利用奈奎斯特判据来判断系统的稳定性,作者不仅给出了判据的数学表达式,还非常形象地解释了“环绕-1+j0点”的几何意义,以及不同环绕方向所代表的不同稳定性情况。这让我对系统的稳定性有了更加深刻的认识,不再是简单地看极点位置,而是能够从频率域的角度去理解。书中的一些思考题,也非常有深度,引导我去思考更广泛的应用场景,比如如何将这些理论应用到航空航天、工业自动化等领域。总之,这本书不仅仅是教材,更像是一位经验丰富的导师,循循善诱,带领我一步步地深入自动控制的殿堂。

评分

这本书带给我的,不仅仅是知识的储备,更重要的是一种解决工程问题的思维框架。作者在讲解过程中,非常注重理论的内在逻辑性和外在应用性。我最喜欢的一点是,他不会仅仅停留在理论的层面,而是会时刻引导我们去思考这些理论在实际工程中是如何应用的。例如,在讲解离散时间系统时,作者不仅给出了z变换的数学定义,还详细解释了为什么我们需要对连续时间系统进行离散化,以及离散化后会带来哪些新的问题和挑战。这让我对离散系统有了更深刻的理解,而不是仅仅停留在公式的记忆上。书中的例题,从基础概念的验证,到复杂系统的分析和设计,都非常有代表性。我记得有一道题,涉及到实际的飞行器姿态控制,需要我运用PID控制和根轨迹分析的知识,去设计一个能够稳定控制飞机姿态的控制器。这个过程让我深刻体会到了理论与实践的结合,需要我在理解理论的基础上,进行实际的参数调整和仿真验证。书的后面章节,还涉及到了现代控制理论的一些入门内容,比如状态观测器和模型预测控制。虽然这些内容比较抽象,但作者的讲解让我对这些前沿技术有了初步的了解,也激发了我进一步深入学习的动力。总的来说,这本书的内容非常扎实,讲解也很到位,是学习自动控制原理的绝佳选择。

评分

坦白说,刚拿到这本书的时候,我内心是有点忐忑的。毕竟,“自动控制”这个词听起来就充满了高深的数学和复杂的公式,我担心自己会跟不上。但是,这本书真的超出了我的预期。它在处理复杂概念时,非常注重逻辑的连贯性和递进性。比如,在讲解传递函数和系统框图的时候,作者花了相当大的篇幅去解释它们之间的内在联系,以及如何通过简化框图来获得系统的传递函数。这个过程,我以前在别的资料上看到总是感觉云里雾里,但在本书中,通过循序渐进的例子,我竟然能一步步地理解,甚至还能自己动手进行框图的化简。最让我印象深刻的是关于根轨迹分析的部分。作者没有直接给出根轨迹方程,而是先讲解了根轨迹的几何意义——当系统某个参数变化时,闭环极点在s平面上的轨迹。这个直观的解释,让我一下子就明白了根轨迹存在的价值,以及它如何揭示系统稳定性和动态响应的变化规律。书中的例题也很有代表性,很多都是从实际工程问题出发,经过模型建立,然后进行分析和设计。我记得有一道关于伺服系统的题,要求根据给定的性能指标,设计一个PID控制器,使得系统在满足响应速度和超调量要求的同时,还能具有一定的抗干扰能力。这个题目让我体会到了理论与实践的结合,不再是纯粹的理论推导,而是要考虑实际的工程约束。虽然最后花费了大量的时间去计算和调试,但最终能够得到一个满意的控制器参数,那种感觉,真的比写代码调试bug还要有成就感。这本书的内容非常扎实,讲解也很到位,对于想要深入理解自动控制原理的读者来说,绝对是一本不可多得的宝藏。

评分

这本书,嗯,怎么说呢,简直是我在电子工程领域探索的启蒙之光。初次翻阅,就有一种被带入了一个全新世界的震撼感。作者深入浅出的讲解方式,将那些原本晦涩难懂的自动控制理论,化作了清晰易懂的逻辑链条。我尤其喜欢第一章关于反馈控制系统基本概念的引入,它不仅仅是枯燥的理论堆砌,而是通过生动的实例,比如我们家那个老式的空调温控器,是如何巧妙地维持室内温度恒定的,让我一下子就理解了“负反馈”的精髓。书中的数学推导过程,虽然严谨,但作者总是会在关键处点拨,让我明白为什么需要这样做,以及这样做带来的意义。比如,在介绍拉普拉斯变换的时候,他并没有直接扔出公式,而是先阐述了在时域中处理复杂的微分方程是多么的困难,然后引出复频域的优势,让我们更容易理解系统的动态特性。图示的运用也恰到好处,那些波德图、奈奎斯特图,在书中被赋予了生命,不再是冰冷的曲线,而是能够直观地反映系统稳定性和性能的语言。我花了很多时间去理解和绘制这些图,虽然过程有些艰辛,但每一次的豁然开朗,都让我对自动控制的理解更进了一层。而且,书中的习题设计也非常有梯度,从基础的概念验证,到复杂的系统分析和设计,能够循序渐进地锻炼读者的能力。我记得有一道题,涉及到实际的机器人手臂的运动控制,需要我运用前面学到的PID控制原理,去设计一个能够精确跟踪轨迹的控制器。虽然最后花了我好几天的时间才完成,但那种解决问题的成就感,是无与伦比的。这本书不仅仅是知识的传授,更是一种思维方式的培养,让我学会了如何将现实世界中的问题,抽象化为数学模型,再运用理论工具去解决。

评分

这本书给我的感觉,就像是在一座知识的宝库中寻宝,每一次翻阅,都能发现新的惊喜。作者在内容的组织上,既有宏观的全局观,也有微观的细节处理。我特别喜欢他在引入模糊逻辑控制和神经网络控制这些现代控制方法时,并没有直接跳到复杂的算法,而是先回顾了传统PID控制的局限性,然后引出这些新方法是如何克服这些局限性的。这种“问题-解决方案”的模式,让我能够更好地理解这些新技术的必要性和优势。书中的数学推导,虽然严谨,但作者总能在关键时刻给出一些“画龙点睛”式的解释,让我明白为什么需要进行这一步推导,以及推导出来的结果代表了什么物理意义。我记得在讲解最优控制理论时,作者花了大量篇幅去解释“性能指标函数”的设计原则,以及如何通过优化这个函数来得到最优的控制策略。这让我明白,最优控制不仅仅是数学上的求解,更是对工程目标的一种量化和体现。书中的许多插图,都非常生动形象,比如用一个球在碗中运动的例子来解释稳定点和不稳定点,让我对这些概念有了非常直观的认识。我印象深刻的是,作者还介绍了一些实际的工程应用案例,比如火车的自动驾驶系统和工业机器人的运动控制,这些案例让我看到了自动控制理论在现实世界中的巨大价值。

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