[二手] 自動控製原理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鬍壽鬆 著

圖書標籤:

• 自動控製
• 控製原理
• 自動控製理論
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• 工程教育
• 理工科
• 二手書
• 經典教材
• 自動化
• 控製工程

店鋪： 盛況空前圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030189554

商品編碼：16021340732

包裝：平裝

齣版時間：2007-06-01

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基本信息

書名：自動控製原理

定價：52.00元

作者：鬍壽鬆

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2007-06-01

ISBN：9787030189554

字數：1040000

頁碼：684

版次：5

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：1.262kg

編輯推薦

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新定價鏈接：自動控製原理（第六版）

內容提要

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本書係《自動控製原理》第五版，比較全麵地闡述瞭自動控製的基本理論與應用。全書共分十章，前八章著重介紹經典控製理論及應用，後兩章介紹現代控製理論中的綫性係統理論和優控製理論。
　　本書精選瞭第四版中的主要內容，加強瞭對基本理論及其工程應用的闡述。書中深入淺齣地介紹瞭自動控製的基本概念，控製係統在時域和復域中的數學模型及其結構圖和信號流圖；比較全麵地闡述瞭綫性控製係統的時域分析法、根軌跡法、頻域分析法以及校正和設計等方法；對綫性離散係統的基礎理論、數學模型、穩定性及穩態誤差、動態性能分析以及數字校正等問題，進行瞭比較詳細的討論；在非綫性控製係統分析方麵，給齣瞭相平麵和描述函數兩種常用的分析方法，對目前應用日益增多的非綫性控製的逆係統方法也作瞭較為詳細的介紹；後兩章根據高新技術發展的需要，係統地闡述瞭綫性係統的狀態空間分析與綜閤，以及動態係統的優控製等方法。書末給齣的三個附錄，可供讀者在學習中查詢。
　　與本書配套的課件《自動控製原理電子版5.0》（科學齣版社，2007），利於滿足教學需要。此外，與本書配套的教材《自動控製原理習題解析》（ 科學齣版社，2007），其中附贈光盤《MATLAB輔助分析與設計軟件1.0》。
　　本書1985年被評為航空工業部教材，1988年被評為全國教材， 1993年起三次獲得教學成果二等奬，2006年被批準列為普通高等教育 “十一五”規劃教材。
　　本書可作為高等工業院校自動控製、工業自動化、電氣自動化、儀錶及測試、機械、動力、冶金等專業的教科書，亦可供從事自動控製類的各專業工程技術人員自學參考。

目錄

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作者介紹

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鬍壽鬆，1937年生於南京，1960年畢業於北京航空航天大學自動控製係，長期緻力於控製理論與應用的研究和教學，現任南京航空航天大學教授、博士生導師。近年來，主持國傢自然科學基金項目6項，省部級科研項目8項，發錶論文200餘篇；自1961年起一直擔任“自動控製原理”課程

文摘

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序言

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《工程控製理論與實踐：從基礎到前沿》 內容概述 本書旨在為讀者構建一套紮實的工程控製理論體係，並在此基礎上，深入探討現代控製技術的前沿發展及其在實際工程中的應用。內容涵蓋瞭從經典的反饋控製係統分析與設計，到現代最優控製、魯棒控製、自適應控製、模糊控製、神經網絡控製等多種先進控製策略。全書理論與實踐相結閤，通過豐富的案例分析和仿真示例，幫助讀者深刻理解各類控製理論的精髓，並掌握將其應用於解決復雜工程問題的能力。 第一部分：經典控製理論的基石 第一章：緒論：控製係統的基本概念與發展 1.1 什麼是控製？ 引入控製的概念，解釋其在自然界和社會生活中的普遍性。 區分開環控製與閉環控製（反饋控製），闡述反饋的必要性和優越性。 通過生活中的簡單例子，如恒溫器、自動駕駛的車輛（簡化版），直觀地介紹控製的目的和作用。 1.2 控製係統的組成要素 詳細介紹一個典型的閉環控製係統包含的幾個關鍵部分：被控對象、傳感器、控製器、執行器。 對每個組成部分的職能進行清晰的界定，並給齣不同工程領域中的具體實例（例如，在機器人手臂控製中，被控對象是機械臂本體，傳感器是編碼器，控製器是微處理器，執行器是電機）。 1.3 控製係統的分類 根據輸入信號的性質，區分連續時間係統與離散時間係統。 根據係統內部變量的性質，區分綫性係統與非綫性係統。 根據係統模型是否隨時間變化，區分時不變係統與時變係統。 強調在工程實際中，理解這些分類對於選擇閤適的分析工具和控製策略至關重要。 1.4 控製理論的發展簡史與工程應用前景 簡要迴顧控製理論從早期機械式調速器到現代數字控製的發展曆程。 展望控製技術在航空航天、汽車工業、機器人、生物醫學、能源、環境監測等領域的廣闊應用前景，激發讀者學習的興趣。 第二章：係統建模：理解被控對象的數學描述 2.1 建模的意義與方法 解釋為什麼需要對被控對象進行數學建模，強調建模是分析和設計控製係統的基礎。 介紹物理建模（基於物理定律）和辨識建模（基於實驗數據）兩種主要建模方法。 2.2 綫性定常係統的時域分析 2.2.1 傳遞函數（Transfer Function） 詳細推導和解釋傳遞函數概念，及其與拉普拉斯變換的緊密聯係。 說明傳遞函數如何錶徵輸入與輸齣之間的動態關係，以及其在綫性時不變係統分析中的核心地位。 給齣不同類型動態環節（如比例、積分、微分環節）的傳遞函數及其時域響應特性。 2.2.2 零輸入響應與零狀態響應 區分係統固有特性（零輸入響應）和外部激勵作用（零狀態響應），闡述全響應是兩者之和。 通過簡單的二階係統例子，展示不同初始條件如何影響零輸入響應。 2.2.3 典型輸入下的暫態響應分析 深入分析階躍響應、斜坡響應、脈衝響應等典型輸入信號對係統行為的影響。 引入時域性能指標：穩態誤差、峰值時間、超調量、調節時間等，並闡述它們與係統參數的關係。 重點講解二階係統的暫態響應特性，如阻尼比和無阻尼自然頻率如何決定係統的穩定性和響應速度。 2.3 係統結構圖與信號流圖 介紹如何將復雜的控製係統分解為基本組成模塊，並用框圖錶示。 講解信號流圖及其化簡方法（如梅森公式），作為另一種係統分析工具。 第三章：係統穩定性分析 3.1 什麼是穩定性？ 定義有界輸入有界輸齣（BIBO）穩定性，並闡述其在實際應用中的重要性。 區分穩定、不穩定和臨界穩定狀態。 3.2 代數穩定性判據 3.2.1 勞斯-赫爾維茨（Routh-Hurwitz）判據 詳細介紹勞斯錶（Routh Array）的構造方法。 闡述勞斯判據的判彆規則，即通過勞斯錶中第一列元素的符號來判斷特徵方程的根的分布，從而確定係統的穩定性。 討論處理特徵方程中零係數或零列的特殊情況。 3.2.2 根軌跡（Root Locus）法 引入根軌跡的概念，解釋它是在某個係統參數（通常是開環增益K）變化時，閉環極點在s平麵上的軌跡。 詳細講解繪製根軌跡的基本規則，包括實軸上的根軌跡、漸近綫、與虛軸的交點、起點與終點等。 闡述根軌跡法在分析係統參數變化對穩定性和動態響應影響方麵的優勢。 3.3 頻率域穩定性判據 3.3.1 奈奎斯特（Nyquist）判據 介紹復變函數與幅相麯綫（Nyquist Plot）。 推導奈奎斯特判據，解釋如何通過幅相麯綫包圍點(-1, j0)的圈數來判斷閉環係統的穩定性。 講解開環幅相特性與閉環穩定性的關係。 3.3.2 硼德（Bode）圖法 介紹硼德圖（Bode Plot），包括幅頻特性和相頻特性。 講解增益裕度和相位裕度這兩個重要的穩定性判據，以及它們與係統抗乾擾能力的關係。 說明通過硼德圖可以直觀地分析係統在不同頻率下的行為，並判斷穩定性。 3.3.3 尼柯爾斯（Nichols）圖法 介紹尼柯爾斯圖，它結閤瞭幅度和相位信息。 講解如何利用尼柯爾斯圖判斷閉環係統的穩定性，並評估其動態性能。 第四章：控製器設計與分析 4.1 PID控製器：工程中最廣泛應用的控製器 詳細介紹比例（P）、積分（I）、微分（D）控製的作用及其對係統性能的影響。 講解PID控製器的組成和工作原理。 討論PID參數整定方法：手動整定法、臨界比例法（齊格勒-尼科爾斯方法）、模糊整定法（簡要提及）。 分析PID控製器在消除穩態誤差、改善動態響應、抑製乾擾等方麵的優缺點。 4.2 串聯和並聯校正（補/超前校正） 解釋串聯校正和並聯校正的基本思想。 詳細介紹超前校正器和滯後校正器的傳遞函數模型。 講解如何利用伯德圖法設計超前校正器以改善係統的相位裕度，提高穩定性；如何設計滯後校正器以減小穩態誤差，同時不顯著降低係統的帶寬。 4.3 狀態空間方法：現代控製理論的基礎 4.3.1 狀態嚮量與狀態方程 引入狀態嚮量的概念，解釋其能夠完整描述係統內部狀態。 推導綫性定常係統的狀態方程 $dot{x}(t) = Ax(t) + Bu(t)$ 和輸齣方程 $y(t) = Cx(t) + Du(t)$。 討論狀態方程相對於傳遞函數的優勢（如能描述多輸入多輸齣係統，包含內模信息）。 4.3.2 可控性與可觀性 定義可控性，即能否通過控製輸入使係統狀態從任意初始狀態到達任意終端狀態。 定義可觀性，即能否通過輸齣信號和輸入信號完全確定係統的所有狀態。 介紹可控性矩陣和可觀性矩陣的計算方法。 闡述可控性和可觀性在控製器設計和狀態估計中的重要作用。 4.3.3 狀態反饋控製 介紹狀態反饋控製律 $u(t) = -Kx(t)$。 推導閉環係統方程，並分析狀態反饋如何通過改變閉環係統的極點位置來實現係統性能的調整。 討論極點配置（Pole Placement）問題：如何設計反饋增益矩陣K，使閉環係統極點位於期望的位置。 4.3.4 可觀測性與狀態估計（觀測器設計） 在無法直接測量所有狀態變量的情況下，介紹狀態觀測器（Observer）的概念。 推導Luenberger觀測器，說明它如何利用係統的輸入、輸齣以及一個模型來估計係統的狀態。 討論觀測器增益矩陣L的設計，以保證估計誤差的快速收斂。 第二部分：現代控製理論與前沿技術 第五章：最優控製理論 5.1 最優控製的基本概念 定義性能指標函數（Cost Function），如性能指標的積分（如二次型指標）或終端值。 引入最優控製的目標：在所有允許的控製作用中，找到能使性能指標達到最優（最小或最大）的控製策略。 5.2 綫性二次型最優控製（LQR） 詳細介紹LQR問題的數學描述：綫性係統、二次型性能指標。 推導LQR問題的解：通過求解Riccati方程得到最優狀態反饋增益矩陣K。 闡述LQR控製器的優勢：魯棒性好，設計方法係統化。 討論LQR在實際工程中的應用，如飛行器姿態控製、機器人軌跡跟蹤等。 5.3 動態規劃原理與Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) 方程 介紹Pontryagin最小值原理（Pontryagin's Minimum Principle）作為求解最優控製問題的另一種重要方法（側重原理介紹）。 深入講解動態規劃原理，及其核心——HJB方程，作為求解連續時間最優控製問題的基石。 第六章：魯棒控製與自適應控製 6.1 魯棒控製：處理模型不確定性 6.1.1 不確定性模型 分析實際工程係統中存在的模型不確定性來源，如參數攝動、未建模動態等。 介紹描述不確定性的方法，如區間不確定性、結構化不確定性。 6.1.2 H∞控製 介紹H∞控製的目標：在最壞的不確定性情況下，保證閉環係統的性能指標（如魯棒穩定性和魯棒性能）滿足要求。 簡要介紹H∞範數和其在係統分析中的意義。 闡述H∞控製器設計的基本思路，以最小化係統從擾動到輸齣的H∞範數。 6.1.3 μ-綜閤分析與綜閤 介紹μ-綜閤分析與綜閤方法，用於處理不確定性具有特定結構的係統。 闡述其在提供更精確魯棒性界限方麵的優勢。 6.2 自適應控製：應對時變係統與參數未知 6.2.1 自適應控製的基本思想 當被控對象參數未知或隨時間變化時，自適應控製能夠實時調整控製器參數以適應係統變化，保持係統性能。 6.2.2 基於模型參考自適應控製（MRAC） 介紹MRAC的原理：將係統輸齣跟蹤一個參考模型輸齣，通過調整控製器參數來實現。 解釋如何設計自適應律來更新控製器參數。 6.2.3 基於自校準（Self-Tuning）的自適應控製器 介紹自校準控製器的原理：在綫辨識係統模型，然後根據辨識結果調整控製器參數。 6.2.4 魯棒自適應控製 結閤魯棒控製與自適應控製的思想，處理同時存在不確定性與參數變化的情況。 第七章：智能控製方法 7.1 模糊控製 7.1.1 模糊邏輯與模糊集 介紹模糊邏輯與傳統二值邏輯的區彆，模糊集閤的隸屬度函數。 7.1.2 模糊控製器的結構 詳細闡述模糊控製器的組成：模糊化、模糊規則庫、模糊推理、解模糊。 通過示例說明模糊語言變量（如“溫度高”、“速度慢”）和模糊規則（如“如果溫度高且壓力大，則減小閥門開度”）如何實現控製。 7.1.3 模糊控製器的設計與應用 討論模糊控製器參數整定的方法，以及其在非綫性、復雜係統控製中的優勢。 7.2 神經網絡控製 7.2.1 人工神經網絡基礎 介紹人工神經網絡的基本結構（神經元、層、激活函數）和學習機製（監督學習、無監督學習）。 7.2.2 神經網絡在控製中的應用 介紹如何將神經網絡用作控製器，例如，通過訓練神經網絡來逼近復雜的非綫性函數，實現模式識彆和決策。 討論用於模型辨識的神經網絡，以及用於在綫控製的神經網絡。 7.2.3 模糊神經網絡（Fuzzy Neural Networks） 結閤模糊邏輯和神經網絡的優勢，介紹模糊神經網絡及其在控製係統中的應用。 第八章：先進控製技術與係統集成 8.1 預測控製（Model Predictive Control, MPC） 8.1.1 MPC的基本原理 介紹MPC通過預測未來一段時間內的係統響應，並在此預測區間內優化控製輸入，然後隻施加第一個時間步的控製作用，並在下一個時刻重復該過程。 強調MPC能夠處理約束條件（如輸入和輸齣的上下限）。 8.1.2 MPC的優點與應用 討論MPC在多變量係統、具有復雜動態和約束條件的應用中的優勢，如化工過程控製、能源係統管理。 8.2 智能係統集成與分布式控製 8.2.1 協同控製與多智能體係統（Multi-Agent Systems） 介紹多個智能體之間如何通過通信和協調來實現共同目標。 探討在機器人集群、無人機編隊控製等領域的應用。 8.2.2 基於模型的係統工程與仿真 強調在設計和實現復雜控製係統時，使用統一的模型驅動方法的重要性。 介紹多物理場仿真平颱在驗證和集成不同控製算法中的作用。 8.3 數字控製係統的實現與挑戰 8.3.1 采樣與量化 講解連續時間信號如何通過采樣轉換為離散時間信號。 介紹量化誤差及其影響。 8.3.2 Z變換與離散時間係統分析 介紹Z變換作為處理離散時間係統的數學工具，及其與拉普拉斯變換的類比。 講解離散時間係統的傳遞函數、零極點、穩定性分析。 8.3.3 數字控製器設計 討論如何在離散域中設計控製器（如離散PID、零極點匹配法）。 8.3.4 實際實現中的考慮 討論實時性、計算資源限製、模數/數模轉換器的影響、數字濾波等實際工程問題。 實踐應用與案例分析 本書將穿插大量的工程案例，涵蓋以下方麵： 機器人控製： 機械臂的軌跡跟蹤、關節角度控製、力控。 航空航天： 飛行器的姿態穩定與控製、自動駕駛係統。 汽車工程： 發動機轉速控製、自動巡航控製、ABS防抱死係統。 過程控製： 化工反應器的溫度、壓力、流量控製。 電力係統： 發電機組的頻率和電壓調節。 生物醫學工程： 假肢控製、藥物輸送係統的精確控製。 通過對這些案例的深入分析，讀者將能夠理解理論知識如何轉化為解決實際工程問題的工具，並培養獨立分析和設計控製係統的能力。 學習目標 完成本書的學習後，讀者將能夠： 1. 深刻理解經典和現代控製理論的核心概念與數學工具。 2. 掌握各種係統建模方法，並能建立被控對象的數學模型。 3. 熟練運用穩定性判據分析係統的穩定性。 4. 能夠設計和整定PID控製器，並進行串級、並聯校正。 5. 理解狀態空間方法的優勢，並能進行極點配置和設計狀態觀測器。 6. 掌握最優控製、魯棒控製、自適應控製等現代控製策略的基本原理。 7. 瞭解模糊控製、神經網絡控製等智能控製技術及其在復雜係統中的應用。 8. 具備分析和設計簡單到中等復雜度的工程控製係統的能力。 9. 能夠將所學知識應用於解決實際工程問題，並具備進一步學習前沿控製理論的基礎。 本書適閤於自動化、電氣工程、機械工程、航空航天、計算機科學等相關專業的本科生、研究生，以及從事控製係統設計、開發和調試的工程師。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很復古，那種淡淡的紙張泛黃感，總讓人聯想到在圖書館裏翻閱舊書時的那種沉靜氛圍。我拿到手裏的時候，甚至能聞到一股淡淡的油墨香，瞬間就把我拉迴瞭學生時代，想起當年為瞭啃下那幾本厚重的專業書，熬過的無數個夜晚。這次買這本書，其實是齣於一種情懷，也想重溫一下當年那種純粹的學習樂趣。我記得當時對自動控製原理的理解，還停留在一些基礎的概念上，比如反饋、開環、閉環等等，覺得它們就像是魔術一樣，能夠讓一個係統變得“聰明”起來。現在雖然工作瞭，但偶爾還是會迴想起那些公式和麯綫，總覺得裏麵蘊含著一種解決問題的哲學。這本書的紙質也很好，摸起來很舒服，書頁厚實，翻閱起來不容易損壞。我打算找個周末的午後，泡上一杯咖啡，靜靜地坐下來，重新品味一下這本書。也許這次閱讀會有新的體會，不再是當年那種死記硬背式的學習，而是能從更宏觀的角度去理解自動控製的魅力，去感受它在現代科技中的應用有多麼廣泛。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個偶然的機會看到這本書的，當時正在瀏覽一些關於工業自動化和智能製造的資料，突然間被這個書名吸引瞭。雖然我並非直接從事自動控製領域的研究，但我的工作內容經常會涉及到需要與自動化設備打交道，理解它們的工作原理對我來說至關重要。這本書給我的第一印象是它非常“硬核”，從書名就能感受到其專業性。我之前也零散地瞭解過一些自動控製的概念，比如PID控製器、模糊控製等等，覺得它們在實際應用中扮演著舉足輕重的角色。這本書的齣現，無疑為我提供瞭一個係統學習的機會。我期待它能深入淺齣地講解自動控製的理論基礎，並且能結閤一些實際的工程案例，這樣我就能更好地將書本知識與我的工作實踐聯係起來。封麵設計樸實無華，沒有過多花哨的裝飾，這反而讓我覺得這本書更加務實，更專注於內容本身。我希望這本書能夠幫助我打開一扇新的大門，讓我對這個領域有更深刻的認識，也為我未來的工作提供更多靈感和技術支持。

評分☆☆☆☆☆

這本《自動控製原理》給我一種厚重感，書脊的磨損痕跡仿佛在訴說著它經曆過的時光。我拿到書的時候，特意翻看瞭幾頁，紙張雖然有些泛黃，但字跡依然清晰，沒有齣現掉頁或者破損的情況。這種帶著曆史感的老書，總有一種獨特的魅力。我一直對那些能夠讓物體“自己動起來”的技術非常著迷，而自動控製原理恰恰是實現這一切的基石。我記得小時候玩過的遙控汽車，雖然簡單，但已經讓我對“控製”這個概念産生瞭濃厚的興趣。後來學習瞭一些物理和數學知識，纔慢慢瞭解到，原來背後有著如此嚴謹的理論體係。這本書的到來，就像是為我打開瞭一扇通往那個復雜而迷人世界的窗口。我希望它能讓我理解那些隱藏在各種自動化設備背後的“大腦”是如何思考和工作的，是如何通過精密的計算和調整來完成各種任務的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的定價相對來說還是比較閤理的，尤其考慮到它是一本專業類的學術著作。我之前也瞭解過一些相關的教材，價格普遍偏高，所以這次能以一個相對優惠的價格入手，還是感到挺劃算的。我注意到這本書是“二手”的，但這並不影響我對它的期待。通常來說，二手書在內容上和新書是一樣的，隻是在品相上可能稍有差異。我買這本書主要是為瞭學習其內容，對於品相我並不太在意，隻要不影響閱讀就好。從封麵和書名來看，這本書應該涵蓋瞭自動控製領域的核心理論和方法，這正是我所需要的。我最近在進行一個項目，需要用到一些控製算法，對這方麵的知識儲備還不夠紮實，希望這本書能夠為我提供必要的理論指導和技術參考。我特彆希望書中能夠包含一些算法的推導過程和實現細節，這樣我纔能更好地理解並應用到我的實際工作中。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名簡潔明瞭，一看就知道是關於自動控製領域的。我之所以關注這本書，是因為我最近在學習一些機器學習和人工智能相關的知識，發現自動控製原理是這些領域非常重要的基礎。很多智能係統的設計，都離不開對控製理論的深刻理解。比如，如何讓機器人精準地完成某個動作，如何讓無人機穩定地飛行，這些都需要強大的控製算法作為支撐。我希望這本書能夠係統地介紹自動控製的各種基本概念、建模方法、分析技術和設計策略。尤其是我對一些高級控製方法，比如自適應控製、魯棒控製等很感興趣，希望這本書能夠有所涉及。雖然是二手書，但我更看重它內容的價值。如果這本書能夠幫助我建立起堅實的自動控製理論基礎，那麼它對我未來的學習和研究將會非常有幫助。