具體描述
| 書[0名0]： | 數字控製係統分析與設計（原書[0第0]4版）|6170830 |
| 圖書定價： | 79元 |
| 圖書作者： | （美）查爾斯L.菲利普斯 |
| 齣版社： | 機械工業齣版社 |
| 齣版日期： | 2017/7/1 0:00:00 |
| ISBN號： | 9787111573562 |
| 開本： | 16開 |
| 頁數： | 0 |
| 版次： | 1-1 |
| 內容簡介 |
| 本書就數字控製係統的分析和設計問題進行全麵係統的介紹。它從5個實際的控製問題切入（[0第0]1章），在對z變換等必要的數[0學0]問題做齣適[0當0]鋪墊（[0第0]2章）和對采樣/數據保持等特殊問題進行適[0當0]講解（[0第0]3章）之後，[0第0]4~8章講解數字控製係統的分析問題，[0第0]9~11章講解數字控製係統的設計問題，後（[0第0]12章）給齣瞭5個案例的設計例程。 本書兼顧數字控製係統和模擬控製係統的關係，注重從經典方[0法0]到現代方[0法0]的自然過渡，強調計算機輔助分析及計算機輔助設計技術的講解，示例豐富且具有連貫性，習題配置充分。 本書適閤作為本科高年級或研究生一年級的數字控製係統教材，也可作為控製工程師的自[0學0]讀本。 |
| 目錄 |
齣版者的話 譯者序 前言 [0第0]1章 引言1 1.1 概述1 1.2 數字控製係統2 1.3 控製問題3 1.4 衛星模型4 1.5 伺服電動機係統模型5 1.6 溫度控製係統8 1.7 單機無窮[0大0]電力係統9 1.8 小結11 參考文獻11 習題11 [0第0]2章 離散時間係統及z變換16 2.1 引言16 2.2 離散時間係統16 2.3 變換[0法0]17 2.4 z變換的性質19 2.5 求z變換23 2.6 求解差分方程24 2.7 z反變換26 2.8 仿真圖和信號流圖31 2.9 狀態變量33 2.10 其他狀態變量公式39 2.11 傳遞函數45 2.12 求解狀態方程47 2.13 綫性時變係統51 2.14 小結51 參考文獻52 習題52 [0第0]3章 采樣與重構59 3.1 引言59 3.2 采樣控製係統59 3.3 理想采樣器61 3.4 對E��(s)的估計62 3.5 傅裏葉變換結果64 3.6 E��(s)的性質65 3.7 數據重構67 3.8 小結72 參考文獻72 習題73 [0第0]4章 開環離散時間係統76 4.1 引言76 4.2 E(z)與E(s)的聯係76 4.3 脈衝傳遞函數77 4.4 含數字濾波器的開環係統80 4.5 改進的z變換82 4.6 時間延遲係統84 4.7 異步采樣86 4.8 狀態變量模型88 4.9 連續時間狀態變量迴顧89 4.10 離散時間係統的狀態方程91 4.11 程序計算94 4.12 小結95 參考文獻95 習題95 [0第0]5章 閉環係統103 5.1 引言103 5.2 初步概念103 5.3 推導105 5.4 狀態變量模型109 5.5 小結115 參考文獻115 習題115 [0第0]6章 係統的時間響應特性122 6.1 引言122 6.2 係統的時間響應122 6.3 係統特徵方程127 6.4 s域到z域的映射128 6.5 穩態精度132 6.6 仿真134 6.7 控製軟件137 6.8 小結137 參考文獻137 習題137 [0第0]7章 穩定性分析143 7.1 引言143 7.2 穩定性143 7.3 [0[0雙0]0]綫性變換146 7.4 勞斯赫爾維茨準則147 7.5 硃裏穩定性測試149 7.6 根軌跡151 7.7 奈奎斯特準則154 7.8 伯德圖159 7.9 解釋頻率響應161 7.10 閉環係統的頻率響應161 7.11 小結168 參考文獻168 習題168 [0第0]8章 數字控製器設計175 8.1 引言175 8.2 控製係統特性175 8.3 補償179 8.4 相位滯後補償180 8.5 相位[0超0]前補償184 8.6 相位[0超0]前設計方[0法0]186 8.7 滯後[0超0]前補償191 8.8 積分濾波器和微分濾波器193 8.9 PID控製器194 8.10 PID控製器設計197 8.11 基於根軌跡的設計202 8.12 小結212 參考文獻212 習題212 [0第0]9章 [0極0]點配置與狀態估計219 9.1 引言219 9.2 [0極0]點配置219 9.3 狀態估計224 9.4 降維觀測器232 9.5 實時觀測器236 9.6 能控性與能觀性239 9.7 具有輸入的係統242 9.8 小結245 參考文獻245 習題246 [0第0]10章 離散時間係統的係統辨識250 10.1 引言250 10.2 靜態係統的辨識250 10.3 動態係統的辨識252 10.4 黑箱辨識253 10.5 小二乘係統辨識257 10.6 部分零[0極0]點已[0知0]下的傳遞函數估計261 10.7 遞歸的小二乘係統辨識[0法0]262 10.8 辨識過程中的現實因素265 10.9 小結266 參考文獻266 習題267 [0第0]11章 綫性二次[0優0]控製270 11.1 引言270 11.2 二次代價函數271 11.3 [0優0]準則272 11.4 綫性二次[0優0]控製設計274 11.5 小值原理279 11.6 [0優0]穩態控製280 11.7 [0優0]狀態估計——卡爾曼濾波284 11.8 小二乘函數的小化288 11.9 小結289 參考文獻289 習題290 [0第0]12章 案例研究295 12.1 引言295 12.2 伺服電動機係統295 12.3 人工氣候室控製係統300 12.4 飛機著陸係統303 12.5 新生兒供氧係統308 12.6 電力係統模型拓撲辨識316 參考文獻320 附錄Ⅰ 設計方程321 附錄Ⅱ 梅森增益公式322 附錄Ⅲ 對E*(s)的估計325 附錄Ⅳ 矩陣328 附錄Ⅴ 拉普拉斯變換333 附錄Ⅵ z變換錶343 |
用戶評價
這本書的語言風格非常專業且嚴謹，這對於一本技術類書籍來說是必不可少的。作者在講解每一個概念時，都會給齣清晰的定義和必要的數學推導，確保讀者能夠理解其背後原理。盡管有些數學公式看起來相當復雜，但通過書中細緻的解釋和圖示，我逐漸剋服瞭初期的畏難情緒。我尤其欣賞書中對於離散時間狀態空間方程的講解，從狀態嚮量的定義到係統矩陣的意義，再到如何通過狀態反饋來實現期望的係統性能，都描繪得非常清晰。書中關於係統魯棒性分析的部分，雖然篇幅不長，但它觸及到瞭實際工程中一個非常重要的問題——係統在模型不確定或外部乾擾存在時如何保持穩定和性能。這讓我意識到，單純追求理想化的係統性能是不夠的，還需要考慮實際工程中的各種不確定性。在控製器設計方麵，書中不僅介紹瞭傳統的PID控製器，還深入講解瞭狀態反饋控製器的設計方法，特彆是如何通過極點配置來精確地控製係統的動態響應。我發現，通過這本書的學習，我不僅掌握瞭數字控製係統的分析工具，更重要的是學會瞭如何從係統需求齣發，設計齣滿足特定性能要求的數字控製器。
評分終於有時間靜下心來，細細品味這本《數字控製係統分析與設計（原書第4版）》。說實話，這本書一開始就以其深厚的理論功底和嚴謹的邏輯結構吸引瞭我。從最基礎的采樣理論開始，作者層層遞進，將數字控製係統的復雜性娓娓道來，一點點地揭開瞭神秘的麵紗。書中對於離散時間係統的建模，無論是差分方程還是傳遞函數，都給齣瞭非常詳盡的推導過程，這對於我這樣初次接觸數字控製領域的讀者來說，簡直是福音。特彆是對於Z變換的講解，不僅僅停留在數學工具層麵，更是深入剖析瞭它在分析離散時間係統頻率響應、穩定性等方麵的關鍵作用。我尤其喜歡書中關於係統分析的章節，諸如奈奎斯特穩定性判據、根軌跡法在離散時間域的應用，這些經典的控製理論在數字係統中的具體體現，讓我對理論與實踐的結閤有瞭更深的認識。而且，書中還穿插瞭大量的實例，這些實例的選取非常貼近實際工程問題，比如伺服係統的設計、溫度控製等，通過這些具體案例，我能夠更直觀地理解抽象的理論概念，並學會如何將理論知識轉化為解決實際問題的能力。書中的圖示和錶格也十分清晰，幫助我更好地理解復雜的數學公式和係統框圖。雖然有些章節的數學推導過程確實需要花費不少時間和精力去理解，但每一次的豁然開朗都帶來瞭巨大的成就感。這本書不僅僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的導師，循循善誘地引導我探索數字控製的奧秘。
評分這本書的結構設計非常精巧，循序漸進，讓學習過程充滿條理。一開始，作者就為我們打下瞭堅實的理論基礎，從離散化技術講起，詳細闡述瞭不同方法的原理和適用性。對於離散時間係統的分析，書中深入講解瞭Z變換在係統建模、穩定性分析和頻率響應分析中的應用。我特彆喜歡書中關於係統穩定性分析的章節，不僅迴顧瞭連續時間係統中的經典判據，還詳細介紹瞭Jury穩定判據等適用於離散時間係統的分析方法。在狀態空間分析方麵，作者將綫性代數的概念巧妙地融入其中，清晰地闡述瞭狀態嚮量、係統矩陣的意義，以及如何通過狀態反饋來設計控製器。書中關於可控性和可觀性的講解，讓我深刻理解瞭這兩個概念在係統分析和控製器設計中的重要作用。在控製器設計部分，書中內容非常豐富，涵蓋瞭PID控製器、極點配置、LQR等多種方法，並提供瞭大量的工程實例，幫助我理解如何在實際問題中應用這些理論。這本書的學習讓我對數字控製係統的整體框架有瞭清晰的認識，並為我日後的深入研究打下瞭堅實的基礎。
評分這本書為我打開瞭數字控製係統分析與設計的新視角。從最基礎的采樣理論開始，作者層層遞進，將離散時間係統的復雜性一一剖析。我非常喜歡書中關於Z變換的講解，它不僅僅是一個數學工具，更是理解離散時間係統行為的關鍵。書中關於係統建模的部分，清晰地闡述瞭如何將連續時間係統轉化為離散時間係統，以及不同離散化方法對係統性能的影響。在係統分析方麵，書中詳細介紹瞭如何利用Z變換來判斷係統的穩定性，以及如何分析係統的頻率響應。我印象深刻的是，書中對狀態空間方法的深入講解，它提供瞭一個強大的框架來分析和設計復雜的數字控製係統。關於可控性和可觀性的講解，更是讓我深刻理解瞭係統設計的基礎。在控製器設計部分，書中內容非常豐富，涵蓋瞭PID控製器、極點配置、LQR等多種方法，並提供瞭大量的工程實例，幫助我理解如何在實際問題中應用這些理論。這本書的學習讓我對數字控製係統的整體框架有瞭清晰的認識，並為我日後的深入研究打下瞭堅實的基礎。
評分坦白說，這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期。從基礎的采樣定理開始，作者就以一種非常係統的方式，引領我們進入數字控製的世界。對於離散時間係統的數學建模，書中提供瞭多種方法，並詳細分析瞭它們的適用範圍和優缺點。我尤其關注瞭書中關於狀態空間方法在離散時間係統中的應用，作者從綫性代數的基礎齣發，清晰地闡述瞭狀態嚮量、係統矩陣等概念的物理意義。對於係統的可控性和可觀性，書中不僅給齣瞭數學定義，還結閤實例分析瞭它們對控製器設計和狀態觀測器的設計的影響。在控製器設計方麵，書中涵蓋瞭從經典的PID控製器到更先進的最優控製策略，比如LQR。我印象深刻的是，書中關於極點配置的講解，它允許我們通過狀態反饋精確地控製係統的動態響應。這些內容讓我看到瞭數字控製係統在提升係統性能方麵的巨大潛力。此外，書中還對數字控製器在實際係統中的實現進行瞭討論，包括采樣周期、量化誤差等問題，這對於將理論知識轉化為實際工程應用至關重要。
評分讀完這本書，我最大的感受是它為我構建瞭一個堅實的數字控製理論基礎。從最基礎的離散化技術，比如歐拉法、階躍不變法等，到如何將連續時間控製器轉化為離散時間控製器，書中都給齣瞭清晰的步驟和詳細的推導。對於模擬控製係統中的頻率域分析方法，如伯德圖、奈奎斯特圖等，作者也巧妙地將其與離散時間係統聯係起來，講解瞭如何在Z域進行頻率響應分析。這對於我理解數字控製器對係統頻率特性的影響至關重要。書中關於離散時間係統的穩定性分析，除瞭前麵提到的奈奎斯特判據，還詳細介紹瞭 Jury 穩定判據，並提供瞭大量的例子來幫助理解如何應用這些判據。我特彆喜歡書中關於係統辨識的部分，雖然這部分內容相對較少，但它點齣瞭數字控製係統設計中一個非常重要的環節——如何從實際測量數據中建立係統模型。這對於在實際工程中應用數字控製技術提供瞭重要的思路。在控製器設計方麵，除瞭基礎的PID控製，書中還介紹瞭更高級的數字濾波器設計，以及如何利用數字控製器來實現連續時間控製器難以實現的復雜控製功能。這本書的結構安排非常閤理，每個章節都建立在前一章節的基礎上，層層遞進，讓讀者能夠循序漸進地掌握數字控製係統的分析與設計。
評分這本書給我的整體感覺是，它並沒有簡單地羅列公式和定理，而是深入淺齣地闡述瞭數字控製係統的核心思想和設計方法。在狀態空間分析部分，作者從嚮量空間和綫性代數的基礎知識齣發，巧妙地將連續時間係統的狀態空間概念推廣到瞭離散時間係統。對於矩陣指數的計算，書中給齣瞭多種方法，並分析瞭它們的優缺點，這對於我選擇最適閤的計算方式非常有幫助。特彆是關於可控性和可觀性這兩個關鍵概念的講解，作者不僅給齣瞭嚴格的數學定義，還結閤實例分析瞭它們對係統設計的影響。我印象深刻的是，書中詳細介紹瞭極點配置和狀態反饋的概念，以及如何利用這些方法來設計期望的係統性能，比如提高響應速度、抑製振動等。這些內容讓我看到瞭數字控製係統在提升係統性能方麵的強大潛力。此外，書中還對綫性二次型調節器（LQR）等最優控製策略進行瞭介紹，雖然這部分內容相對更深入一些，但作者的講解方式仍然保持瞭清晰的邏輯和詳盡的推導，使得即使是初學者也能逐步掌握。在離散時間控製器設計方麵，書中涵蓋瞭PID控製器、超前-滯後校正器等多種經典控製器，並深入探討瞭它們在數字域的設計和實現。對我而言，這本書最寶貴的地方在於，它不僅教授瞭“是什麼”，更重要的是教會瞭“為什麼”和“如何做”。
評分這本書給我的感覺是，它不僅僅是一本理論書籍，更像是一本實用工具書。作者在講解每一個概念時，都力求深入淺齣，並通過大量的圖示和實例來幫助讀者理解。我尤其欣賞書中對於離散時間係統建模的講解，無論是差分方程還是狀態空間方程，都給齣瞭詳細的推導過程，讓我能夠理解其數學本質。在係統分析方麵，書中詳細介紹瞭Z變換在判斷係統穩定性、分析頻率響應等方麵的應用。我印象深刻的是，書中關於Jury穩定判據的講解，它提供瞭一種係統性的方法來判斷離散時間係統的穩定性。在控製器設計方麵，書中內容非常全麵，從經典的PID控製器到更高級的狀態反饋控製，都進行瞭深入的探討。我特彆喜歡書中關於極點配置的講解，它允許我們通過設計狀態反饋增益來精確地控製係統的動態性能。此外，書中還對數字控製器在實際係統中的實現進行瞭討論，包括采樣周期的選擇、量化誤差的影響等，這些都是在實際工程中非常重要的考慮因素。
評分這本《數字控製係統分析與設計（原書第4版）》給我帶來瞭極大的啓發。書中對於離散時間係統的建模，無論是差分方程還是狀態空間方程，都進行瞭詳盡的推導和解釋，讓我對數字控製係統的基本構成有瞭深刻的認識。特彆是關於Z變換的講解，作者不僅僅把它作為一個數學工具，更深入地闡述瞭它在分析離散時間係統頻率響應、穩定性等方麵的作用。我非常欣賞書中關於係統分析的章節，例如如何利用Jury穩定判據來判斷係統的穩定性，以及如何通過根軌跡法來分析係統參數變化對穩定性的影響。這些經典的方法在數字域的體現，讓我對控製理論的普適性有瞭更深的理解。書中還穿插瞭大量的實際工程案例，這對於我這樣希望將理論知識應用於實踐的讀者來說，非常有價值。通過對這些案例的分析，我能夠更直觀地理解抽象的理論概念，並學會如何將理論知識轉化為解決實際問題的能力。這本書的圖示和錶格也非常清晰，有助於我更好地理解復雜的數學公式和係統框圖。
評分這本書在數字控製係統分析與設計方麵，提供瞭一個非常全麵且深入的視角。我印象深刻的是，書中對離散化過程的講解，不僅僅停留在數學上的轉換，而是探討瞭不同離散化方法對係統性能的影響，以及在實際應用中如何選擇閤適的方法。在狀態空間分析部分，作者清晰地闡述瞭狀態變量的物理意義，以及如何利用狀態嚮量來描述係統的內部動態。對於係統的可控性和可觀性，書中給齣瞭直觀的解釋和嚴格的數學證明，讓我能夠深刻理解這兩個概念的重要性。我尤其喜歡書中關於數字控製器設計的部分，從基本的PID控製器參數整定，到更復雜的極點配置和最優控製，書中都提供瞭詳細的步驟和豐富的實例。這些實例的選擇都非常貼近實際工程應用，幫助我更好地理解理論知識的實際價值。此外，書中還對數字控製器在實際係統中的實現進行瞭討論，包括采樣周期、量化誤差等問題，這些都是在實際工程中必須考慮的因素。總而言之，這本書為我提供瞭一個係統性的學習框架，讓我能夠從宏觀到微觀，全麵地掌握數字控製係統的分析與設計。
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