高职高专电气自动化技术专业规划教材 自动控制原理与系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

王诗军 著

图书标签:

• 自动控制原理
• 自动控制系统
• 电气自动化
• 高职高专
• 专业规划教材
• 控制工程
• 自动化技术
• 电路分析
• 传感器技术
• PID控制

店铺： 英典图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512300415

商品编码：29238048790

包装：平装

出版时间：2010-01-01

基本信息

书名：高职高专电气自动化技术专业规划教材 自动控制原理与系统

：17.60元

作者：王诗军

出版社：中国电力出版社

出版日期：2010-01-01

ISBN：9787512300415

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.281kg

编辑推荐

---

内容提要

---

本书为高职高专电气自动化技术专业规划教材。
本书分为两篇九章，上篇为自动控制原理部分，包括自动控制系统的基本概念、数学模型、自动控制的时域分析法和频域分析法、自动控制系统的校正。下篇为自动控制系统部分，包括单闭环调速系统、转速、电流双闭环直流调速系统、可逆直流调速系统、直流脉宽调速系统。
本书可作为高职高专自动化类、电力技术类等专业自动控制原理与系统课程的教材，也可供相关工程技术人员参考。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

自动化控制的智慧之门：原理、系统与实践 在现代科技飞速发展的浪潮中，自动化控制技术已渗透到生产、生活乃至科学研究的各个角落，成为推动社会进步和经济发展不可或缺的关键力量。从工厂车间的精密生产线，到城市交通的智能调度，再到家用电器的便捷操作，无一不体现着自动化控制的深邃智慧。本书旨在为您揭开自动化控制的神秘面纱，系统性地介绍其核心原理、构建复杂系统的方法以及实际应用中的诸多考量，为有志于投身这一领域的技术人才提供一份详实可靠的入门与进阶指南。 第一篇：自动控制系统的基本概念与数学模型 理解自动控制，首先需要把握其最基础的脉络。本篇将从自动控制系统的基本组成出发，深入剖析开环控制与闭环控制的异同及其各自的优缺点，引导读者建立对反馈机制在稳定和优化系统性能中的核心作用的认知。我们将引入自动控制领域最常用的数学工具，包括传递函数、方框图和信号流图，这些抽象而强大的语言将帮助我们精确地描述和分析控制系统的动态特性。 自动控制系统的组成与分类： 介绍控制器、被控对象、传感器、执行器等核心环节，以及按照控制算法、系统结构等不同维度的分类方式，为后续学习奠定基础。 开环与闭环控制： 详细阐述两种基本控制模式的原理、特点、适用场景及其局限性。通过生动的实例，如电热水器的温控（开环）与空调的温度调节（闭环），帮助读者直观理解。 系统描述方法： 传递函数： 学习拉普拉斯变换在系统分析中的应用，掌握如何根据微分方程建立系统的传递函数，理解其在频域和时域分析中的重要性。 方框图与信号流图： 学习如何用图形化的方式表示复杂的控制系统，理解图示化分析的直观性和便捷性，为系统简化和结构设计提供有力工具。 系统数学模型： 探讨建立系统数学模型的不同方法，如基于物理规律的建模（如电路、机械系统）以及基于实验数据的辨识方法，强调模型在仿真和控制设计中的基础作用。 第二篇：自动控制系统的时域分析与稳定性 理论回归实践，了解系统在不同输入下的响应至关重要。本篇将聚焦于自动控制系统的时域分析，深入研究其暂态响应和稳态响应。我们将详细介绍如何评价系统的动态性能指标，如超调量、调节时间、上升时间等，并学习判定系统稳定性的经典方法，包括代数稳定判据（如劳斯判据）和根轨迹法。这些分析工具是优化系统性能、保证其稳定可靠运行的关键。 系统动态响应： 零输入响应与零状态响应： 分离分析系统内部状态变化和外部输入信号对系统行为的影响。 典型输入信号下的响应： 分析系统对单位阶跃信号、单位斜坡信号、单位冲激信号等典型输入信号的响应特性，揭示系统在不同激励下的行为模式。 性能指标： 暂态响应指标： 深入理解超调量、峰值时间、调节时间、上升时间等参数的物理意义，以及它们如何反映系统的动态性能。 稳态误差： 分析系统在稳态下输出与期望值之间的偏差，以及如何通过系统参数和控制器设计来减小稳态误差。 系统稳定性分析： 稳定性概念： 明确稳定、不稳定和临界稳定等概念的定义。 劳斯判据： 学习如何通过劳斯表来判断多项式方程的根的分布，从而判断系统的稳定性，掌握一种无需求解特征方程即可快速判稳的方法。 根轨迹法： 学习根轨迹的基本原理，理解参数变化对系统特征根位置的影响，以及如何通过根轨迹分析来预判系统性能和调整控制器参数，探索参数变化对系统稳定性和动态响应的影响。 第三篇：自动控制系统的频域分析 超越时间和数值的束缚，频域分析为我们提供了另一个观察系统行为的独特视角。本篇将系统介绍频域分析的基本概念和方法，包括频率响应、幅频特性和相频特性。我们将深入探讨奈奎斯特判据和尼柯尔斯图等图解方法，这些方法在分析系统的稳定性和动态性能方面具有无可替代的作用，尤其是在处理高阶系统和实际工程问题时。 频率响应： 理解系统对正弦信号的响应特性，即输出信号的幅度和相位如何随输入信号频率的变化而变化。 幅频特性与相频特性： 学习如何绘制幅频特性曲线和相频特性曲线（Bode图），以及如何从中提取系统的带宽、截止频率等重要信息。 奈奎斯特判据： 掌握如何利用奈奎斯特图来判断系统的稳定性，理解开环传递函数的频率响应如何映射到复平面，以及如何通过包围关键点来判定闭环系统的稳定性。 尼柯尔斯图： 学习尼柯尔斯图的绘制方法和使用技巧，理解它在幅度和相位裕度分析中的作用，以及如何利用它来评估系统的相对稳定性。 增益裕度和相位裕度： 深入理解这两个关键指标的物理意义，它们分别表示系统在频率特性上有多大的“安全余量”来保持稳定，是评估系统稳定性的重要依据。 第四篇：自动控制系统的校正 理论分析的最终目的是为了实现更好的控制效果。本篇将聚焦于自动控制系统的校正技术，旨在改善系统的动态性能和稳定性。我们将详细介绍PID控制器的原理、整定方法及其在实际应用中的广泛性，并探讨超前、滞后和超前-滞后校正等频率域校正方法，以及如何利用根轨迹法进行校正。通过这些技术，我们可以显著提升自动控制系统的性能，使其更好地满足工程需求。 PID控制器： 比例（P）、积分（I）和微分（D）控制的原理： 深入剖析三种基本控制作用的数学形式和物理意义，理解它们各自在消除稳态误差、加速响应和抑制超调等方面的作用。 PID控制器参数整定： 介绍多种实用的整定方法，如Ziegler-Nichols方法、试凑法等，以及如何根据系统特性和性能要求来优化PID参数。 PID控制的应用： 探讨PID控制器在温度控制、速度控制、位置控制等各种自动化系统中的经典应用案例。 根轨迹法校正： 串联校正与反馈校正： 学习如何通过添加校正装置来改变系统的根轨迹，以达到期望的动态性能。 校正装置的设计： 介绍如何根据性能指标的要求，设计合适的校正装置（如比例积分微分控制器、PID控制器等），以优化系统性能。 频率域校正： 超前校正： 学习如何设计超前校正装置来提高系统的相角裕度，增强系统的稳定性，并改善动态响应。 滞后校正： 学习如何设计滞后校正装置来减小系统的稳态误差，并保持或略微改善系统的动态性能。 超前-滞后校正： 综合运用超前和滞后校正的优点，设计出能够同时改善系统稳定性、动态响应和稳态误差的校正装置。 第五篇：自动控制系统中的现代控制理论基础 随着自动化系统复杂度的不断提升，传统的经典控制理论在处理多变量、强耦合系统时显得力不从心。本篇将为您打开现代控制理论的大门，介绍状态空间描述方法，并初步探讨能控性、能观性等概念，为进一步深入学习线性系统理论和非线性系统分析奠定基础。 状态空间描述： 学习如何用状态向量来描述系统的内部动态，理解状态方程和输出方程的意义，以及它在处理多输入多输出（MIMO）系统时的优势。 能控性与能观性： 能控性： 理解如何通过外部输入信号来任意改变系统的状态，这是设计状态反馈控制器和最优控制器sects的基础。 能观性： 理解如何从系统的输出信号中推断出系统的内部状态，这是状态估计算法设计的基础。 离散时间系统基础（可选）： 简要介绍离散时间系统与连续时间系统的区别，以及离散系统在数字控制中的应用，为掌握数字控制技术打下基础。 第六篇：自动控制系统的实际应用与发展趋势 理论知识最终要服务于实践。本篇将带领读者走出书本，将所学知识应用于实际的自动化控制系统中，探讨各种典型应用，并展望自动化控制技术未来的发展方向。我们将从工业自动化、机器人、智能交通、航空航天等多个领域，展示自动化控制的强大威力，并介绍人工智能、大数据等前沿技术在自动化控制领域的融合应用。 工业过程控制： 深入探讨在化工、电力、冶金、制造等行业中，自动化控制系统如何提高生产效率、保障产品质量、降低能耗和提高安全性。 机器人技术： 介绍机器人运动控制、路径规划、力觉控制等核心技术，以及自动化控制在工业机器人、服务机器人、特种机器人等领域的应用。 智能交通系统： 探讨自动驾驶、交通信号控制、车辆协同等技术，以及自动化控制在构建高效、安全、环保的交通网络中的作用。 航空航天与国防： 介绍飞行控制系统、导航制导系统、自主武器系统等，展示自动化控制在极端环境下的应用挑战与突破。 新兴技术融合： 人工智能与机器学习： 探讨如何利用AI技术进行更智能的系统建模、优化控制策略，以及实现自适应和自主学习的控制系统。 物联网（IoT）与云计算： 阐述物联网如何实现海量数据的采集和互联，以及云计算如何提供强大的计算和分析能力，支撑大规模分布式和协同控制。 数字孪生： 介绍数字孪生在系统设计、仿真、运行监控和故障诊断中的应用，为构建更可靠、更智能的自动化系统提供新范式。 未来展望： 展望自动化控制技术在工业4.0、智慧城市、生物医学等领域的广阔前景，以及对人类社会产生的深刻影响。 本书以严谨的逻辑体系、清晰的结构划分、丰富的实例分析，力求为读者构建一个全面、深入的自动控制原理与系统知识框架。我们坚信，通过对本书内容的学习与实践，您将能够掌握自动控制的核心技能，为应对未来科技挑战、投身自动化事业奠定坚实的基础，开启属于您的自动化控制的智慧之门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都超出了我的预期，它不仅仅是一本入门读物，更像是一本能够陪伴我深入钻研的参考书。作为一名在高职高专电气自动化技术专业学习的学生，我一直觉得自动控制原理这个科目是难点中的难点，抽象的概念和繁复的数学推导常常让我望而却步。然而，这本书的出现彻底改变了我的看法。它在理论讲解上毫不含糊，但又非常注重与实际工程应用的结合。例如，在介绍PID控制时，书中不仅详细阐述了P、I、D三个参数的物理意义和作用，还结合了实际的电机调速、温度控制等案例，让我深刻理解了PID控制器是如何在工业生产中发挥关键作用的。更让我印象深刻的是，书中对于状态空间方法的介绍，虽然相对复杂，但作者通过清晰的逻辑和精炼的语言，将这个现代控制理论的核心概念一一剖析。它让我看到了传统传递函数方法在处理多输入输出系统时的局限性，以及状态空间方法在解决复杂控制问题时的强大优势。这本书提供的例题设计非常巧妙，很多都是我在实际学习中遇到的难点，而书中的解答思路和方法，对我启发很大，让我能够举一反三，解决更多类似的问题。总而言之，这是一本理论扎实、实践性强、讲解深入浅出的优秀教材，值得反复研读。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在自动化领域摸爬滚打了多年的工程师，我一直在寻找一本能够系统梳理自动控制原理，并与现代工程实践紧密结合的书籍。而这本《自动控制原理与系统》恰恰满足了我的需求。它在保持传统控制理论核心内容的同时，引入了许多前沿的控制思想和方法，这让我感到耳目一新。书中关于系统辨识的内容，为我理解如何从实际数据中建立数学模型提供了有益的指导，这在实际工程中是至关重要的。此外，对于模糊控制、神经网络控制等智能控制方法，本书的介绍也相当到位，虽然篇幅不算长，但点出了这些方法的精髓，以及它们在解决传统方法难以处理的非线性、不确定性系统中的优势。我尤其欣赏书中关于控制器设计的详细讨论，从经典PID整定方法到现代的LQR、H-infinity控制，都进行了深入浅出的阐述，并给出了相应的计算流程和设计原则。这对于工程师在面对不同类型的控制问题时，能够选择最合适的控制策略提供了有力的支持。书中大量的工程实例，以及对这些实例的深入分析，也让我能够更清晰地看到理论知识在实际应用中的落地过程。总的来说，这本书是一本兼具理论深度和实践价值的优秀著作，对于自动化领域的从业者来说，无疑是一笔宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是打开了我对自动控制世界的一扇新大门，虽然我之前对这个领域只有一些零散的概念，但这本书却以一种非常系统、循序渐进的方式，将那些曾经让我困惑的知识点一一梳理清晰。尤其是前几章，对传递函数、系统框图的讲解，用了很多生动的类比，让我这个初学者也能快速抓住核心。我尤其喜欢它在介绍稳定性分析时，不是简单地罗列公式，而是通过大量的图示和案例，展示了不同系统参数变化对稳定性的直观影响。这让我不再觉得稳定性分析是一个抽象的概念，而是能够真切地感受到它的重要性和实际应用。在后续章节，关于根轨迹、奈奎斯特图、伯德图的讲解，更是让我叹为观止。以前看到这些图表就头疼，但这本书通过分解步骤、提示关键点，让我一步步学会如何解读这些图表，甚至自己动手绘制。尤其是绘制伯德图的部分，书中提供的详细步骤和注意事项，让我在实践操作中少走了很多弯路。它不仅仅是理论的堆砌，更包含了大量的例题，并且对每个例题的解答过程都做了详尽的分析，让我不仅知道“怎么做”，更知道“为什么这么做”。这对于巩固知识、提升解题能力起到了至关重要的作用。我强烈推荐给所有正在学习自动化技术，或者对自动控制原理感兴趣的朋友们，这本书绝对是你的不二之选。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，这本《自动控制原理与系统》最成功的地方在于，它能够有效地弥合理论知识与工程实践之间的鸿沟。作为一名即将步入社会的毕业生，我深知理论知识的扎实程度，直接决定了我在实际工作中的能力。这本书在这方面做得非常出色。它在介绍每一个理论概念时，都会紧密联系实际的应用场景，让我们能够理解这些理论的价值所在。例如，在讲解系统建模时，书中不仅介绍了如何建立微分方程模型，还强调了如何根据实际情况选择合适的模型类型，以及如何对模型进行简化和验证。这对于实际工程设计来说，是非常重要的实践经验。此外，书中对于控制器整定方法，如Ziegler-Nichols方法等的介绍，也提供了非常实用的操作指南，让我能够理解如何在实际系统中对控制器参数进行优化。让我印象深刻的是，书中对于现代控制理论的介绍，虽然篇幅相对较少，但点出了状态空间分析在处理复杂系统时的重要性，以及如何利用计算机辅助设计工具来完成复杂的控制任务。这让我看到了自动控制技术未来的发展方向，也为我进一步学习和研究打下了基础。总之，这是一本兼具学术严谨性和工程实用性的优质教材，我非常推荐给所有希望深入了解自动控制技术的朋友们。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排逻辑非常清晰，每个章节都像一个精心设计的模块，层层递进，引人入胜。我尤其欣赏作者在讲解数学模型和时域响应时，没有过于枯燥地罗列公式，而是通过对物理系统的分析，逐步引导读者推导出相应的数学模型，并以此来解释系统的动态行为。例如，在讲解二阶系统的瞬态响应时，书中通过改变阻尼比，用图形的方式直观地展示了过阻尼、临界阻尼和欠阻尼系统的响应曲线差异，这对于理解系统的性能指标，如超调量、调节时间等，有着非常直观的帮助。在频率响应的章节，书中对奈奎斯特判据和根轨迹法的讲解，同样充满了智慧。它不仅仅是介绍了如何绘制这些图，更重要的是解释了这些图的物理含义，以及它们与系统稳定性和动态性能之间的内在联系。我之前对这些概念总是感觉模模糊糊，但读完这本书，我感觉自己对这些关键的分析工具有了更深刻的理解，甚至能够运用它们来预测系统的性能表现。书中的一些案例研究，也让我看到了自动控制原理在实际工程中的广泛应用，比如在航空航天、机器人控制等领域。这些案例不仅增加了学习的趣味性，也让我对这个专业的未来发展有了更广阔的视野。