具体描述
| 书[0名0]： | 数字控制系统分析与设计（原书[0第0]4版）|6170830 |
| 图书定价： | 79元 |
| 图书作者： | （美）查尔斯L.菲利普斯 |
| 出版社： | 机械工业出版社 |
| 出版日期： | 2017/7/1 0:00:00 |
| ISBN号： | 9787111573562 |
| 开本： | 16开 |
| 页数： | 0 |
| 版次： | 1-1 |
| 内容简介 |
| 本书就数字控制系统的分析和设计问题进行全面系统的介绍。它从5个实际的控制问题切入（[0第0]1章），在对z变换等必要的数[0学0]问题做出适[0当0]铺垫（[0第0]2章）和对采样/数据保持等特殊问题进行适[0当0]讲解（[0第0]3章）之后，[0第0]4~8章讲解数字控制系统的分析问题，[0第0]9~11章讲解数字控制系统的设计问题，后（[0第0]12章）给出了5个案例的设计例程。 本书兼顾数字控制系统和模拟控制系统的关系，注重从经典方[0法0]到现代方[0法0]的自然过渡，强调计算机辅助分析及计算机辅助设计技术的讲解，示例丰富且具有连贯性，习题配置充分。 本书适合作为本科高年级或研究生一年级的数字控制系统教材，也可作为控制工程师的自[0学0]读本。 |
| 目录 |
出版者的话 译者序 前言 [0第0]1章 引言1 1.1 概述1 1.2 数字控制系统2 1.3 控制问题3 1.4 卫星模型4 1.5 伺服电动机系统模型5 1.6 温度控制系统8 1.7 单机无穷[0大0]电力系统9 1.8 小结11 参考文献11 习题11 [0第0]2章 离散时间系统及z变换16 2.1 引言16 2.2 离散时间系统16 2.3 变换[0法0]17 2.4 z变换的性质19 2.5 求z变换23 2.6 求解差分方程24 2.7 z反变换26 2.8 仿真图和信号流图31 2.9 状态变量33 2.10 其他状态变量公式39 2.11 传递函数45 2.12 求解状态方程47 2.13 线性时变系统51 2.14 小结51 参考文献52 习题52 [0第0]3章 采样与重构59 3.1 引言59 3.2 采样控制系统59 3.3 理想采样器61 3.4 对E��(s)的估计62 3.5 傅里叶变换结果64 3.6 E��(s)的性质65 3.7 数据重构67 3.8 小结72 参考文献72 习题73 [0第0]4章 开环离散时间系统76 4.1 引言76 4.2 E(z)与E(s)的联系76 4.3 脉冲传递函数77 4.4 含数字滤波器的开环系统80 4.5 改进的z变换82 4.6 时间延迟系统84 4.7 异步采样86 4.8 状态变量模型88 4.9 连续时间状态变量回顾89 4.10 离散时间系统的状态方程91 4.11 程序计算94 4.12 小结95 参考文献95 习题95 [0第0]5章 闭环系统103 5.1 引言103 5.2 初步概念103 5.3 推导105 5.4 状态变量模型109 5.5 小结115 参考文献115 习题115 [0第0]6章 系统的时间响应特性122 6.1 引言122 6.2 系统的时间响应122 6.3 系统特征方程127 6.4 s域到z域的映射128 6.5 稳态精度132 6.6 仿真134 6.7 控制软件137 6.8 小结137 参考文献137 习题137 [0第0]7章 稳定性分析143 7.1 引言143 7.2 稳定性143 7.3 [0[0双0]0]线性变换146 7.4 劳斯赫尔维茨准则147 7.5 朱里稳定性测试149 7.6 根轨迹151 7.7 奈奎斯特准则154 7.8 伯德图159 7.9 解释频率响应161 7.10 闭环系统的频率响应161 7.11 小结168 参考文献168 习题168 [0第0]8章 数字控制器设计175 8.1 引言175 8.2 控制系统特性175 8.3 补偿179 8.4 相位滞后补偿180 8.5 相位[0超0]前补偿184 8.6 相位[0超0]前设计方[0法0]186 8.7 滞后[0超0]前补偿191 8.8 积分滤波器和微分滤波器193 8.9 PID控制器194 8.10 PID控制器设计197 8.11 基于根轨迹的设计202 8.12 小结212 参考文献212 习题212 [0第0]9章 [0极0]点配置与状态估计219 9.1 引言219 9.2 [0极0]点配置219 9.3 状态估计224 9.4 降维观测器232 9.5 实时观测器236 9.6 能控性与能观性239 9.7 具有输入的系统242 9.8 小结245 参考文献245 习题246 [0第0]10章 离散时间系统的系统辨识250 10.1 引言250 10.2 静态系统的辨识250 10.3 动态系统的辨识252 10.4 黑箱辨识253 10.5 小二乘系统辨识257 10.6 部分零[0极0]点已[0知0]下的传递函数估计261 10.7 递归的小二乘系统辨识[0法0]262 10.8 辨识过程中的现实因素265 10.9 小结266 参考文献266 习题267 [0第0]11章 线性二次[0优0]控制270 11.1 引言270 11.2 二次代价函数271 11.3 [0优0]准则272 11.4 线性二次[0优0]控制设计274 11.5 小值原理279 11.6 [0优0]稳态控制280 11.7 [0优0]状态估计——卡尔曼滤波284 11.8 小二乘函数的小化288 11.9 小结289 参考文献289 习题290 [0第0]12章 案例研究295 12.1 引言295 12.2 伺服电动机系统295 12.3 人工气候室控制系统300 12.4 飞机着陆系统303 12.5 新生儿供氧系统308 12.6 电力系统模型拓扑辨识316 参考文献320 附录Ⅰ 设计方程321 附录Ⅱ 梅森增益公式322 附录Ⅲ 对E*(s)的估计325 附录Ⅳ 矩阵328 附录Ⅴ 拉普拉斯变换333 附录Ⅵ z变换表343 |
用户评价
坦白说，这本书的深度和广度都超出了我的预期。从基础的采样定理开始，作者就以一种非常系统的方式，引领我们进入数字控制的世界。对于离散时间系统的数学建模，书中提供了多种方法，并详细分析了它们的适用范围和优缺点。我尤其关注了书中关于状态空间方法在离散时间系统中的应用，作者从线性代数的基础出发，清晰地阐述了状态向量、系统矩阵等概念的物理意义。对于系统的可控性和可观性，书中不仅给出了数学定义，还结合实例分析了它们对控制器设计和状态观测器的设计的影响。在控制器设计方面，书中涵盖了从经典的PID控制器到更先进的最优控制策略，比如LQR。我印象深刻的是，书中关于极点配置的讲解，它允许我们通过状态反馈精确地控制系统的动态响应。这些内容让我看到了数字控制系统在提升系统性能方面的巨大潜力。此外，书中还对数字控制器在实际系统中的实现进行了讨论，包括采样周期、量化误差等问题，这对于将理论知识转化为实际工程应用至关重要。
评分这本书的结构设计非常精巧，循序渐进，让学习过程充满条理。一开始，作者就为我们打下了坚实的理论基础，从离散化技术讲起，详细阐述了不同方法的原理和适用性。对于离散时间系统的分析，书中深入讲解了Z变换在系统建模、稳定性分析和频率响应分析中的应用。我特别喜欢书中关于系统稳定性分析的章节，不仅回顾了连续时间系统中的经典判据，还详细介绍了Jury稳定判据等适用于离散时间系统的分析方法。在状态空间分析方面，作者将线性代数的概念巧妙地融入其中，清晰地阐述了状态向量、系统矩阵的意义，以及如何通过状态反馈来设计控制器。书中关于可控性和可观性的讲解，让我深刻理解了这两个概念在系统分析和控制器设计中的重要作用。在控制器设计部分，书中内容非常丰富，涵盖了PID控制器、极点配置、LQR等多种方法，并提供了大量的工程实例，帮助我理解如何在实际问题中应用这些理论。这本书的学习让我对数字控制系统的整体框架有了清晰的认识，并为我日后的深入研究打下了坚实的基础。
评分这本书在数字控制系统分析与设计方面，提供了一个非常全面且深入的视角。我印象深刻的是，书中对离散化过程的讲解，不仅仅停留在数学上的转换，而是探讨了不同离散化方法对系统性能的影响，以及在实际应用中如何选择合适的方法。在状态空间分析部分，作者清晰地阐述了状态变量的物理意义，以及如何利用状态向量来描述系统的内部动态。对于系统的可控性和可观性，书中给出了直观的解释和严格的数学证明，让我能够深刻理解这两个概念的重要性。我尤其喜欢书中关于数字控制器设计的部分，从基本的PID控制器参数整定，到更复杂的极点配置和最优控制，书中都提供了详细的步骤和丰富的实例。这些实例的选择都非常贴近实际工程应用，帮助我更好地理解理论知识的实际价值。此外，书中还对数字控制器在实际系统中的实现进行了讨论，包括采样周期、量化误差等问题，这些都是在实际工程中必须考虑的因素。总而言之，这本书为我提供了一个系统性的学习框架，让我能够从宏观到微观，全面地掌握数字控制系统的分析与设计。
评分这本《数字控制系统分析与设计（原书第4版）》给我带来了极大的启发。书中对于离散时间系统的建模，无论是差分方程还是状态空间方程，都进行了详尽的推导和解释，让我对数字控制系统的基本构成有了深刻的认识。特别是关于Z变换的讲解，作者不仅仅把它作为一个数学工具，更深入地阐述了它在分析离散时间系统频率响应、稳定性等方面的作用。我非常欣赏书中关于系统分析的章节，例如如何利用Jury稳定判据来判断系统的稳定性，以及如何通过根轨迹法来分析系统参数变化对稳定性的影响。这些经典的方法在数字域的体现，让我对控制理论的普适性有了更深的理解。书中还穿插了大量的实际工程案例，这对于我这样希望将理论知识应用于实践的读者来说，非常有价值。通过对这些案例的分析，我能够更直观地理解抽象的理论概念，并学会如何将理论知识转化为解决实际问题的能力。这本书的图示和表格也非常清晰，有助于我更好地理解复杂的数学公式和系统框图。
评分这本书给我的整体感觉是，它并没有简单地罗列公式和定理，而是深入浅出地阐述了数字控制系统的核心思想和设计方法。在状态空间分析部分，作者从向量空间和线性代数的基础知识出发，巧妙地将连续时间系统的状态空间概念推广到了离散时间系统。对于矩阵指数的计算，书中给出了多种方法，并分析了它们的优缺点，这对于我选择最适合的计算方式非常有帮助。特别是关于可控性和可观性这两个关键概念的讲解，作者不仅给出了严格的数学定义，还结合实例分析了它们对系统设计的影响。我印象深刻的是，书中详细介绍了极点配置和状态反馈的概念，以及如何利用这些方法来设计期望的系统性能，比如提高响应速度、抑制振动等。这些内容让我看到了数字控制系统在提升系统性能方面的强大潜力。此外，书中还对线性二次型调节器（LQR）等最优控制策略进行了介绍，虽然这部分内容相对更深入一些，但作者的讲解方式仍然保持了清晰的逻辑和详尽的推导，使得即使是初学者也能逐步掌握。在离散时间控制器设计方面，书中涵盖了PID控制器、超前-滞后校正器等多种经典控制器，并深入探讨了它们在数字域的设计和实现。对我而言，这本书最宝贵的地方在于，它不仅教授了“是什么”，更重要的是教会了“为什么”和“如何做”。
评分读完这本书，我最大的感受是它为我构建了一个坚实的数字控制理论基础。从最基础的离散化技术，比如欧拉法、阶跃不变法等，到如何将连续时间控制器转化为离散时间控制器，书中都给出了清晰的步骤和详细的推导。对于模拟控制系统中的频率域分析方法，如伯德图、奈奎斯特图等，作者也巧妙地将其与离散时间系统联系起来，讲解了如何在Z域进行频率响应分析。这对于我理解数字控制器对系统频率特性的影响至关重要。书中关于离散时间系统的稳定性分析，除了前面提到的奈奎斯特判据，还详细介绍了 Jury 稳定判据，并提供了大量的例子来帮助理解如何应用这些判据。我特别喜欢书中关于系统辨识的部分，虽然这部分内容相对较少，但它点出了数字控制系统设计中一个非常重要的环节——如何从实际测量数据中建立系统模型。这对于在实际工程中应用数字控制技术提供了重要的思路。在控制器设计方面，除了基础的PID控制，书中还介绍了更高级的数字滤波器设计，以及如何利用数字控制器来实现连续时间控制器难以实现的复杂控制功能。这本书的结构安排非常合理，每个章节都建立在前一章节的基础上，层层递进，让读者能够循序渐进地掌握数字控制系统的分析与设计。
评分这本书给我的感觉是，它不仅仅是一本理论书籍，更像是一本实用工具书。作者在讲解每一个概念时，都力求深入浅出，并通过大量的图示和实例来帮助读者理解。我尤其欣赏书中对于离散时间系统建模的讲解，无论是差分方程还是状态空间方程，都给出了详细的推导过程，让我能够理解其数学本质。在系统分析方面，书中详细介绍了Z变换在判断系统稳定性、分析频率响应等方面的应用。我印象深刻的是，书中关于Jury稳定判据的讲解，它提供了一种系统性的方法来判断离散时间系统的稳定性。在控制器设计方面，书中内容非常全面，从经典的PID控制器到更高级的状态反馈控制，都进行了深入的探讨。我特别喜欢书中关于极点配置的讲解，它允许我们通过设计状态反馈增益来精确地控制系统的动态性能。此外，书中还对数字控制器在实际系统中的实现进行了讨论，包括采样周期的选择、量化误差的影响等，这些都是在实际工程中非常重要的考虑因素。
评分终于有时间静下心来，细细品味这本《数字控制系统分析与设计（原书第4版）》。说实话，这本书一开始就以其深厚的理论功底和严谨的逻辑结构吸引了我。从最基础的采样理论开始，作者层层递进，将数字控制系统的复杂性娓娓道来，一点点地揭开了神秘的面纱。书中对于离散时间系统的建模，无论是差分方程还是传递函数，都给出了非常详尽的推导过程，这对于我这样初次接触数字控制领域的读者来说，简直是福音。特别是对于Z变换的讲解，不仅仅停留在数学工具层面，更是深入剖析了它在分析离散时间系统频率响应、稳定性等方面的关键作用。我尤其喜欢书中关于系统分析的章节，诸如奈奎斯特稳定性判据、根轨迹法在离散时间域的应用，这些经典的控制理论在数字系统中的具体体现，让我对理论与实践的结合有了更深的认识。而且，书中还穿插了大量的实例，这些实例的选取非常贴近实际工程问题，比如伺服系统的设计、温度控制等，通过这些具体案例，我能够更直观地理解抽象的理论概念，并学会如何将理论知识转化为解决实际问题的能力。书中的图示和表格也十分清晰，帮助我更好地理解复杂的数学公式和系统框图。虽然有些章节的数学推导过程确实需要花费不少时间和精力去理解，但每一次的豁然开朗都带来了巨大的成就感。这本书不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，循循善诱地引导我探索数字控制的奥秘。
评分这本书为我打开了数字控制系统分析与设计的新视角。从最基础的采样理论开始，作者层层递进，将离散时间系统的复杂性一一剖析。我非常喜欢书中关于Z变换的讲解，它不仅仅是一个数学工具，更是理解离散时间系统行为的关键。书中关于系统建模的部分，清晰地阐述了如何将连续时间系统转化为离散时间系统，以及不同离散化方法对系统性能的影响。在系统分析方面，书中详细介绍了如何利用Z变换来判断系统的稳定性，以及如何分析系统的频率响应。我印象深刻的是，书中对状态空间方法的深入讲解，它提供了一个强大的框架来分析和设计复杂的数字控制系统。关于可控性和可观性的讲解，更是让我深刻理解了系统设计的基础。在控制器设计部分，书中内容非常丰富，涵盖了PID控制器、极点配置、LQR等多种方法，并提供了大量的工程实例，帮助我理解如何在实际问题中应用这些理论。这本书的学习让我对数字控制系统的整体框架有了清晰的认识，并为我日后的深入研究打下了坚实的基础。
评分这本书的语言风格非常专业且严谨，这对于一本技术类书籍来说是必不可少的。作者在讲解每一个概念时，都会给出清晰的定义和必要的数学推导，确保读者能够理解其背后原理。尽管有些数学公式看起来相当复杂，但通过书中细致的解释和图示，我逐渐克服了初期的畏难情绪。我尤其欣赏书中对于离散时间状态空间方程的讲解，从状态向量的定义到系统矩阵的意义，再到如何通过状态反馈来实现期望的系统性能，都描绘得非常清晰。书中关于系统鲁棒性分析的部分，虽然篇幅不长，但它触及到了实际工程中一个非常重要的问题——系统在模型不确定或外部干扰存在时如何保持稳定和性能。这让我意识到，单纯追求理想化的系统性能是不够的，还需要考虑实际工程中的各种不确定性。在控制器设计方面，书中不仅介绍了传统的PID控制器，还深入讲解了状态反馈控制器的设计方法，特别是如何通过极点配置来精确地控制系统的动态响应。我发现，通过这本书的学习，我不仅掌握了数字控制系统的分析工具，更重要的是学会了如何从系统需求出发，设计出满足特定性能要求的数字控制器。
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