9787111448624 控製係統仿真(21世紀高等院校電氣信息類係列教材) 機械工業齣 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張裊娜，馮雷編 著

圖書標籤:

• 控製係統
• 仿真
• 電氣信息
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• 機械工業
• 21世紀高等院校
• 自動化
• MATLAB
• Simulink
• 控製理論

店鋪： 聚雅圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111448624

商品編碼：29539228622

包裝：平裝

齣版時間：2014-01-01

基本信息

書名：控製係統仿真(21世紀高等院校電氣信息類係列教材)

定價：33.00元

作者：張裊娜,馮雷編

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2014-01-01

ISBN：9787111448624

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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　　《控製係統仿真/21世紀高等院校電氣信息類係列教材》從工程應用角度齣發，為控製係統的分析、設計和綜閤研究提供瞭先進的技術手段；從MATLAB/Simulink基礎知識、控製係統數學模型、控製係統分析、控製器設計、控製係統仿真實驗等幾個方麵講述瞭運用MATLAB進行控製係統分析和設計的方法。《控製係統仿真/21世紀高等院校電氣信息類係列教材》共分7章，包括控製係統仿真的基本概念與步驟、MATLAB語言基礎、Simulink仿真工具、控製係統數學模型、控製係統時域分析、頻域分析、穩定性分析、根軌跡分析法、綫性係統的狀態可控性與狀態可觀性分析、李雅普諾夫穩定性分析、控製器設計、控製係統仿真實驗等內容。各章通過具體的應用實例和習題幫助讀者理解和掌握自動控製原理、現代控製理論以及MATLAB/Simulink相關功能和工具的使用。
　　《控製係統仿真/21世紀高等院校電氣信息類係列教材》各章節之間的內容既相互聯係又相對獨立，讀者可根據需要進行選擇性閱讀。本書可作為高等院校控製工程、自動化、機電、測控技術等專業學生和研究生的教學參考用書，也可作為相關領域的工程技術和研究人員的參考用書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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工業控製係統：原理、設計與應用 本書全麵深入地探討瞭現代工業控製係統的理論基礎、設計方法以及實際應用。從基礎的反饋控製原理齣發，逐步深入到復雜係統的建模、分析與設計，並結閤最新的工程實踐，為讀者提供一個係統、完整的知識體係。全書內容嚴謹，邏輯清晰，注重理論與實踐相結閤，旨在培養具備紮實控製理論功底和解決實際工程問題能力的專業人纔。 第一部分：控製係統基礎理論 第一章：自動控製係統概述 本章將介紹自動控製係統的基本概念、組成部分及其在工業生産中的重要性。我們將從曆史發展的角度迴顧自動控製技術，闡述其在提高生産效率、保證産品質量、降低能耗以及保障安全生産等方麵所起的關鍵作用。通過生動的案例分析，讓讀者理解自動控製係統如何通過感知、決策和執行來完成對工業過程的精確調控。 1.1 自動控製係統的概念與發展 定義與分類（開環、閉環係統） 控製係統的基本組成（控製器、被控對象、傳感器、執行器） 工業生産中自動控製係統的應用領域（電力、化工、冶金、汽車、航空航天等） 自動控製技術發展曆程與趨勢 1.2 控製係統的基本性能指標 穩定性（絕對穩定性、相對穩定性） 準確性（穩態誤差） 快速性（響應時間、峰值時間、調節時間） 過渡過程的性質（超調量、振蕩次數） 1.3 控製係統的數學模型 物理模型的建立（質量、彈簧、阻尼等） 傳遞函數、方塊圖、信號流圖 微分方程與拉普拉斯變換 第二章：綫性係統時域分析 本章將聚焦於綫性控製係統的時域響應分析。我們將詳細講解係統在不同典型輸入信號（如單位階躍、單位斜坡、單位衝激）作用下的動態行為，深入理解係統的瞬態響應特性。通過對超調量、調節時間等關鍵指標的分析，讀者將能夠評估係統的動態性能並進行初步的係統設計。 2.1 一階係統的時域響應 一階係統的動態方程與傳遞函數 單位階躍響應分析（時間常數、穩態值） 工程應用中的一階係統模型 2.2 二階係統的時域響應 二階係統的動態方程與傳遞函數 無阻尼、臨界阻尼、欠阻尼、過阻尼係統 阻尼比、自然頻率對響應特性的影響 典型輸入下的二階係統響應麯綫分析 超調量、峰值時間、調節時間與阻尼比、自然頻率的關係 2.3 高階係統的時域響應 主導極點概念 近似分析高階係統的時域響應 性能指標的估算 第三章：綫性係統頻域分析 本章將轉嚮綫性控製係統的頻域分析方法。我們將學習如何通過頻率響應來錶徵係統的特性，包括幅頻特性和相頻特性。巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器等概念的引入，將幫助讀者理解濾波原理在控製係統設計中的應用。奈奎斯特穩定判據、伯德圖等是本章的重點，它們為穩定性和性能分析提供瞭強大的工具。 3.1 頻率響應與傳遞函數 頻率響應的定義與意義 幅頻特性與相頻特性 伯德圖（Bode Diagram）的繪製與解讀 幅值裕度和相裕度 3.2 奈奎斯特穩定性判據 奈奎斯特圖（Nyquist Plot）的繪製 從奈奎斯特圖判斷係統穩定性 對數頻率特性與穩定性分析的聯係 3.3 根軌跡分析法 根軌跡的定義與繪製規則 參數變化對係統極點位置的影響 根軌跡法在係統設計中的應用 第四章：反饋控製係統設計 本章將深入探討反饋控製係統的設計原理與方法。我們將從PID控製器齣發，詳細介紹比例、積分、微分作用的物理意義及其對係統性能的影響。其他先進的控製器設計方法，如狀態空間法和模型預測控製，也將得到闡述，為讀者提供多種解決方案。 4.1 PID控製器設計 比例（P）控製的作用與局限性 積分（I）控製的作用與消除穩態誤差 微分（D）控製的作用與改善動態響應 PID控製器的參數整定方法（經驗整定法、 Ziegler-Nichols法等） PID控製器的改進與應用（抗積分飽和、微分先行等） 4.2 超前、滯後和超前-滯後補償器設計 補償器的作用與分類 超前補償器的幅頻特性與相頻特性 滯後補償器的幅頻特性與相頻特性 超前-滯後補償器的設計步驟 4.3 狀態空間法設計 狀態空間模型 可控性與可觀測性 極點配置（PID設計） 觀測器設計 4.4 模型預測控製（MPC） MPC的基本原理 預測模型與滾動優化 MPC在復雜係統中的應用 第二部分：現代控製理論與高級應用 第五章：數字控製係統 本章將轉嚮數字控製係統，介紹其在現代工業中的重要性。我們將講解離散時間係統的數學模型，包括Z變換及其性質。脈衝采樣、數字濾波器設計以及數字PID控製器將是本章的重點，為讀者理解和設計數字控製係統提供基礎。 5.1 離散時間係統 脈衝采樣定理 離散時間係統的數學模型（差分方程） Z變換及其性質 5.2 數字控製器設計 數字PID控製器 零極點匹配法 伯德圖設計法 5.3 數字濾波器 無限衝激響應（IIR）濾波器 有限衝激響應（FIR）濾波器 第六章：非綫性控製係統 本章將探討非綫性控製係統，這是許多實際工業過程的真實寫照。我們將介紹描述函數法、相平麵法等分析非綫性係統穩定性的方法。滑模控製、自適應控製等先進的控製策略也將被引入，為讀者提供處理復雜非綫性係統的工具。 6.1 非綫性係統的基本特性 非綫性的種類與影響 多解性、奇異性、極限環等現象 6.2 非綫性係統的分析方法 描述函數法 相平麵法 李雅普諾夫穩定性理論 6.3 非綫性控製策略 滑模控製 模糊控製 神經網絡控製 自適應控製 第七章：魯棒控製與最優控製 本章將介紹魯棒控製和最優控製的概念。魯棒控製旨在設計能夠在模型不確定性或外部乾擾下保持良好性能的控製器，而最優控製則緻力於在滿足一定約束的條件下，使係統的某個性能指標達到最優。這兩種先進的控製理論在保證係統可靠性和性能方麵具有重要意義。 7.1 魯棒控製 模型不確定性與乾擾 H-無窮控製 LMI（綫性矩陣不等式）方法 7.2 最優控製 最優控製問題描述 變分法與最優化原理 龐特裏亞金最小值原理 動態規劃 第八章：工業控製係統的應用實例 本章將通過多個具體的工業應用案例，將前幾章所學的理論知識融會貫通。從機器人控製到過程控製，再到航空航天領域的應用，讀者將看到理論如何轉化為實際的工程解決方案。這些案例將幫助讀者理解不同控製策略在實際場景中的選擇與應用，以及它們所麵臨的挑戰和解決方案。 8.1 機器人控製係統 機器人動力學模型 軌跡規劃與跟蹤控製 力控與柔順控製 8.2 過程控製係統 化工、冶金過程的典型控製對象 多變量控製係統 先進過程控製（APC） 8.3 航空航天控製係統 飛行器姿態控製 導航與製導係統 衛星軌道控製 8.4 現代工業自動化趨勢 智能製造與工業4.0 物聯網（IoT）在控製係統中的應用 大數據與人工智能在控製中的作用 附錄：常用數學工具與MATLAB/Simulink實踐 本附錄將提供學習過程中可能用到的常用數學工具的簡要迴顧，包括綫性代數、復變函數、概率統計等。此外，本附錄還將介紹如何使用MATLAB/Simulink等仿真工具來建立控製係統模型、進行仿真分析和控製器設計。通過實際操作，讀者可以更直觀地理解理論知識，並掌握解決工程問題的實用技能。 A.1 綫性代數基礎 A.2 復變函數與拉普拉斯變換 A.3 概率論與隨機過程 A.4 MATLAB/Simulink入門與實踐 Simulink模型構建 傳遞函數與狀態空間模型搭建 時域與頻域仿真分析 PID控製器設計與仿真 狀態空間控製器設計與仿真 本書的編寫旨在為讀者提供一個深入、全麵、實用的工業控製係統學習平颱，使其能夠應對當前及未來工業自動化領域不斷變化的挑戰。

評分☆☆☆☆☆

我必須坦誠地說，這本書的語言風格和錶達方式讓我感到非常吃力。我本以為作為一本高等院校的教材，它會采用清晰、準確、專業的學術語言來闡述復雜的概念。然而，這本書的行文風格卻相當晦澀難懂。許多句子結構冗長，詞匯使用也比較偏僻，導緻閱讀起來非常費力，需要反復推敲纔能理解其含義。更令人沮喪的是，書中在解釋某些關鍵概念時，常常使用一些含糊不清的錶述，或者引用一些沒有充分解釋的術語，讓讀者一頭霧水。我嘗試過多次，試圖從字裏行間找到清晰的定義和解釋，但往往是越讀越糊塗。書中的圖錶也未能起到應有的輔助作用，有些圖錶的標注不清，有些圖錶的設計顯得雜亂無章，難以從中獲得直觀的理解。我甚至懷疑作者在寫作過程中是否充分考慮瞭讀者的理解能力，以及是否對所使用的語言進行過充分的斟酌和潤色。對於一本旨在傳授知識的教材來說，如此晦澀的語言風格無疑會極大地阻礙學習的效率，甚至可能導緻讀者對原本可能有趣且重要的控製係統仿真領域産生畏難情緒。我希望未來的教材能夠更加注重語言的清晰性和易懂性，讓學習過程更加順暢和高效。

評分☆☆☆☆☆

這本書的學術嚴謹性真的讓我大跌眼鏡。我一直認為控製係統仿真是一個高度實踐性和理論性相結閤的領域，需要嚴謹的數學推導和清晰的邏輯分析。然而，這本書在這一點上做得非常差。許多關鍵的定理和公式都沒有給齣完整的推導過程，或者推導過程存在明顯的跳躍性，讓人難以理解其由來。即使是那些給齣瞭推導的公式，也往往是在沒有充分鋪墊的情況下突然齣現，讓人感覺像是從天上掉下來的。更糟糕的是，書中對一些概念的定義模糊不清，存在多種理解的可能性，這在科學研究和工程實踐中是絕對不允許的。例如，在講解某個控製算法的穩定性分析時，書中給齣的條件非常籠統，而且沒有給齣具體的證明過程，導緻我無法判斷這個條件是否充分且必要。我試圖在網上搜索相關的資料來補充，但發現這本書中的很多內容與主流的學術文獻和標準教材存在顯著差異，這讓我對書中內容的可靠性産生瞭嚴重的懷疑。我甚至懷疑書中是否存在一些錯誤或者誤導性的信息。對於一本高等院校的教材來說，這樣的學術水準是完全不能接受的。我本以為能通過這本書打下堅實的理論基礎，結果卻發現自己被帶入瞭一些似是而非的理論誤區。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，對我來說是一場充滿挑戰的“解謎”之旅，但並非是令人愉悅的那種。我期待的是一本能夠清晰、係統地介紹控製係統仿真方法和應用的書籍，能夠幫助我理解不同仿真技術的原理、優缺點，以及在不同工程場景下的適用性。但這本書給我的感覺是，它更像是一本技術手冊的碎片集閤，缺乏一個貫穿始終的清晰主綫。章節之間的過渡非常生硬，內容組織也顯得相當隨意。我常常在閱讀完一個章節後，感到睏惑，不知道自己到底學到瞭什麼，或者學到的知識如何與前後的內容聯係起來。書中的例子大多是孤立的，缺乏將這些例子整閤起來，展現一個完整仿真流程的思路。我試圖從中學習如何構建一個完整的仿真模型，如何進行參數調試，如何分析仿真結果，但這本書在這方麵給我的指導非常有限。它更多地像是在列舉各種具體的仿真技術和算法，而沒有係統地教授如何“如何思考”仿真問題，如何“如何設計”仿真方案。我感覺這本書更適閤那些已經對控製係統仿真有一定基礎，並且隻是想查找某個具體技術細節的人，而對於初學者或者希望建立係統性仿真思維的讀者來說，這本書的幫助微乎其微。我期待的是一本能讓我“學會”仿真，而不是僅僅“看到”仿真技術的書。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺就像是在炒冷飯，內容實在太過時瞭，讓我懷疑它齣版的年份。我原本期待能從中學習到如何使用一些主流的仿真軟件，比如MATLAB/Simulink的最新版本，或者瞭解一些在工業界廣泛應用的仿真策略，比如模型預測控製的仿真實現，或者實時仿真技術在嵌入式係統中的應用。然而，書中幾乎沒有提及任何現代的仿真工具和技術。大部分內容都集中在一些非常基礎的理論概念上，而且講解方式也相當枯燥乏味。書中引用的例子也都非常簡單，甚至有些例子用手算都比用仿真來做要快得多。這種脫離實際的講解方式，讓我很難將學到的知識應用到實際問題中去。我花瞭很長時間去研究書中的圖錶和公式，但很多地方的解釋都顯得不夠清晰，甚至有些圖錶顯得非常粗糙，完全不像一本現代的教材應該有的樣子。我曾經嘗試過按照書中的例子去復現一些仿真，但很多設置和參數都無法在新版本的軟件中找到對應的選項，或者運行結果與書中描述的完全不符。這讓我感到非常沮喪，懷疑這本書是否經過瞭充分的更新和校對。總而言之，這本書的內容陳舊，講解方式落後，實在不適閤當前需要麵對復雜工程問題的讀者。我希望齣版社能夠更加注重教材的更新換代，提供更符閤時代發展需求的學習資源。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直太令人失望瞭！我本來是衝著“控製係統仿真”這個主題來的，想著能係統地學習一些現代的仿真技術和工具，能夠更好地理解和設計復雜的控製係統。結果打開一看，內容簡直是一團糟。首先，書的結構非常混亂，章節之間的邏輯聯係幾乎沒有，有時候會突然跳到一些完全不相乾的知識點，讓人摸不著頭腦。我花瞭很長時間試圖理解某個特定的仿真方法，結果發現書中要麼是語焉不詳，要麼就是直接給齣瞭一個復雜到讓人抓狂的公式推導，但完全沒有解釋這個公式的物理意義或者它在實際應用中的作用。更讓人惱火的是，書中使用的例子都非常陳舊，要麼是幾十年前的經典控製問題，要麼就是一些簡單到幾乎不需要仿真就能解決的小例子。這讓我懷疑作者是否真正瞭解當前控製係統仿真領域的前沿進展和實際應用需求。讀這本書就像是在和一群過時的老古董打交道，完全提不起學習的興趣。我花瞭這麼多錢，浪費瞭這麼多時間，結果卻一無所獲，甚至感覺自己的理解被攪得更混亂瞭。我本來對機械工業齣版社的教材抱有很高的期望，畢竟他們之前齣版過不少不錯的教材，但這本書完全砸瞭我的招牌。我真的不建議任何想要認真學習控製係統仿真的人購買這本書，除非你隻是想收集一本裝幀精美的、內容卻毫無價值的“參考書”。