正版創高職高專電氣自動化技術專業規劃教材 自動控製原理與係統9787512300415王詩 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王詩軍 著

圖書標籤:

• 電氣自動化技術
• 自動控製原理
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• 王詩
• 9787512300415
• 專業規劃教材
• 控製係統
• 自動化

店鋪： 溫文爾雅圖書專營店

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512300415

商品編碼：29723766615

包裝：平裝

齣版時間：2010-01-01

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基本信息

書名：高職高專電氣自動化技術專業規劃教材 自動控製原理與係統

定價：17.60元

作者：王詩軍

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2010-01-01

ISBN：9787512300415

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.281kg

編輯推薦

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內容提要

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本書為高職高專電氣自動化技術專業規劃教材。
本書分為兩篇九章，上篇為自動控製原理部分，包括自動控製係統的基本概念、數學模型、自動控製的時域分析法和頻域分析法、自動控製係統的校正。下篇為自動控製係統部分，包括單閉環調速係統、轉速、電流雙閉環直流調速係統、可逆直流調速係統、直流脈寬調速係統。
本書可作為高職高專自動化類、電力技術類等專業自動控製原理與係統課程的教材，也可供相關工程技術人員參考。

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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《自動控製原理與係統》：揭示現代工業的“大腦”與“神經” 在日新月異的科技浪潮中，自動控製技術以其強大的力量，深刻地改變著我們所處的工業和生活環境。從工廠裏精準運行的生産綫，到傢中舒適便捷的智能傢居，再到國傢戰略層麵至關重要的航空航天和能源領域，自動控製無處不在，成為現代社會高效運轉的基石。本書旨在為電氣自動化技術專業的學生以及相關領域的從業者，係統、深入地剖析自動控製的奧秘，構建起紮實的理論基礎和實踐能力，從而更好地理解和駕馭這個充滿活力的技術領域。 一、 自動控製的世界：從概念到係統 自動控製並非一個抽象的概念，而是對現實世界中諸多現象的精確模擬與乾預。本書將帶領讀者從最基礎的“控製”理念齣發，逐步理解“自動”的含義，以及為何在工業生産和科學研究中，自動控製如此重要。我們將探討控製係統的基本構成，即感知、決策和執行。就像人類的身體一樣，傳感器是我們的眼睛和耳朵，負責收集外界信息；控製器則是我們的大腦，負責分析信息並做齣指令；而執行器則是我們的手臂和腿，負責執行大腦的指令。 什麼是控製？ 控製的本質是通過改變係統的輸入來影響係統的輸齣，使其滿足預期的要求。例如，恒溫器通過調節加熱器的功率來維持室內溫度。 自動控製的魅力 自動控製的核心在於“自動化”，即無需人工乾預，係統能夠自主地完成預定的控製任務。這不僅極大地提高瞭生産效率，降低瞭人力成本，更是在許多高危或精密操作中，保證瞭安全性和準確性。 自動控製係統的組成 任何一個自動控製係統，無論其復雜程度如何，都可以抽象地劃分為：被控對象（需要被控製的設備或過程）、傳感器（測量被控量的裝置）、控製器（根據測量結果與設定值比較，産生控製信號的裝置）以及執行器（將控製信號轉換為實際作用力的裝置）。本書將詳細闡述這四大組成部分的原理、功能和相互作用。 開環與閉環控製：兩種截然不同的思維模式 我們將深入分析兩種基本的控製結構：開環控製和閉環控製。開環控製就像一把“定時槍”，一旦設定好時間就發射，不考慮實際情況是否達到目標。而閉環控製則如同一個“智能追蹤者”，不斷地測量目標是否達成，並根據偏差實時調整，直到達到滿意為止。閉環控製因其更高的精度和魯棒性，在絕大多數實際應用中占據主導地位，我們將重點解析其工作原理和優勢。 二、 自動控製的“語言”：數學模型與係統描述 要理解和設計自動控製係統，必須掌握一套嚴謹的數學工具。本書將引入描述係統動態行為的關鍵概念，並通過數學模型來精確地錶達係統的特性。 係統模型：抽象與本質 現實世界中的物理過程，如機械運動、電路變化、熱量傳遞等，都可以通過數學方程來描述。我們將學習如何建立這些數學模型，以便於分析和設計。這包括微分方程、傳遞函數以及狀態空間方程等多種模型錶示方法。 傳遞函數：輸入輸齣的“關係式” 傳遞函數是描述綫性時不變（LTI）係統輸入與輸齣之間關係的強大工具。通過拉普拉斯變換，我們可以將復雜的微分方程轉化為代數方程，從而更方便地分析係統的頻率響應和穩定性。本書將詳細講解如何求解和應用傳遞函數。 時域分析：看係統如何“反應” 我們將探討係統在不同輸入信號（如單位階躍、單位脈衝、指數信號等）作用下的響應特性。通過時域分析，我們可以直觀地瞭解係統的動態行為，例如響應速度、超調量、穩態誤差等關鍵指標。 頻域分析：理解係統的“濾波”特性 頻率響應分析是自動控製領域另一項至關重要的技術。通過傅裏葉變換，我們可以分析係統在不同頻率輸入下的幅值和相角變化。伯德圖、奈奎斯特圖等工具，將幫助我們直觀地理解係統的頻率特性，並以此為基礎進行係統設計和穩定性判彆。 三、 係統的“健康”與“成長”：穩定性與性能分析 一個設計良好的自動控製係統，不僅要能夠工作，更要能夠穩定可靠地工作，並滿足性能要求。本書將深入探討係統的穩定性問題，並提供一係列性能分析與改進的手段。 穩定性：不崩潰是前提 係統的穩定性是自動控製最基本也是最重要的要求。一個不穩定的係統，其輸齣可能會無限製地增長，甚至導緻係統損壞。我們將學習如何通過代數判據（如勞斯-霍爾維茨判據）和根軌跡法來判斷係統的穩定性。 性能指標：衡量係統的“好壞” 除瞭穩定性，我們還需要關注係統的動態性能。主要性能指標包括：上升時間（響應速度）、超調量（是否會過衝）、調節時間（達到穩定所需時間）以及穩態誤差（最終與期望值的差距）。本書將詳細講解這些指標的定義，以及如何通過係統設計來優化它們。 根軌跡法：可視化係統參數變化的影響 根軌跡法是一種強大的圖解分析方法，能夠直觀地展示係統特徵方程的根隨係統參數（如控製器增益）變化而變化的軌跡。通過根軌跡，我們可以預判係統穩定性的變化趨勢，並選擇閤適的參數來優化係統性能。 四、 精益求精的設計：控製器設計與整定 在充分理解瞭係統的基本原理和性能要求之後，如何設計齣滿足需求的控製器，就成為瞭核心任務。本書將介紹多種經典的控製器設計方法，以及如何對控製器進行整定，使其達到最佳工作狀態。 PID 控製器：無處不在的“萬能鑰匙” PID（比例-積分-微分）控製器是工業界應用最廣泛的控製器類型。它通過對誤差的比例、積分和微分分量進行加權求和，産生控製信號。我們將深入解析P、I、D各部分的物理意義和作用，以及如何根據係統特性選擇閤適的PID參數（即“整定”）。PID參數整定是實踐中至關重要的一環，本書將介紹多種經典的整定方法，如臨界比例法、反應麯綫法等。 超前/滯後校正：彌補係統“短闆” 對於一些本身性能不佳的係統，我們可以通過引入超前或滯後校正裝置來改善其動態特性。超前校正可以提高係統的穩定性裕度和響應速度，而滯後校正則可以減小穩態誤差。我們將學習如何設計這些校正裝置，以滿足特定的性能指標。 狀態空間控製器設計：現代控製的利器 隨著計算機技術的發展，基於狀態空間模型的現代控製理論得到瞭廣泛應用。我們將介紹狀態反饋、觀測器設計等概念，並展示如何利用狀態空間方法設計更先進的控製器，以實現更優的性能。 五、 現代控製與數字時代：先進控製技術與實踐 在自動化技術不斷發展的今天，新的控製理念和技術層齣不窮。本書也將對一些前沿的控製技術進行介紹，幫助讀者把握行業發展脈搏。 數字控製的興起 隨著微處理器和數字信號處理技術的發展，數字控製器已成為主流。我們將探討數字控製係統的基本原理，包括采樣、量化、保持等過程，以及離散時間係統的分析方法。 智能控製：讓係統更“聰明” 機器學習、模糊邏輯、神經網絡等人工智能技術，正逐漸被引入到控製領域，催生齣智能控製係統。這些係統能夠從數據中學習，適應復雜多變的工況，甚至具備一定程度的“自主決策”能力。 係統仿真與實踐：理論走嚮應用 理論學習最終要服務於實踐。本書將強調仿真在自動控製係統設計中的重要性。通過MATLAB/Simulink等仿真工具，讀者可以直觀地驗證所學理論，設計和調試控製器，並進行性能評估，從而大大縮短瞭從理論到實際應用的周期。 結語 《自動控製原理與係統》不僅是一本教材，更是一扇通往現代工業核心技術的大門。通過係統學習本書的內容，讀者將能夠： 深刻理解自動控製係統的基本原理、構成要素及其工作方式。 掌握描述和分析係統動態特性的數學工具，如傳遞函數、狀態空間方程等。 熟練運用時域和頻域分析方法，評估係統的穩定性與性能。 掌握PID控製器等經典控製器的設計與整定方法。 瞭解現代控製理論和數字控製技術的發展趨勢，為未來學習和工作奠定基礎。 掌握自動控製的原理與技術，意味著掌握瞭現代工業的“大腦”與“神經”。本書將以清晰的邏輯、豐富的案例和嚴謹的論述，陪伴您在這個激動人心的領域中探索、學習，並最終成為一名優秀的自動化技術人纔。

評分☆☆☆☆☆

我個人對這本書的案例分析部分印象極其深刻，它真正做到瞭理論聯係實際，而不是空泛地拋齣公式。不同於很多教材中那些脫離生産環境的虛擬例子，這本書選取的應用場景非常貼閤高職高專學生的未來就業方嚮。比如，在介紹模糊控製的時候，它沒有僅僅停留在理論推導，而是詳細剖析瞭一個小型工業爐溫度控製係統的設計過程，從傳感器選型到模糊規則的建立，再到最終的實施效果評估，每一步都寫得詳實可操作。更難得的是，它還穿插瞭對不同控製策略優缺點的對比分析，比如傳統的PID與現代的Smith預估控製在應對係統滯後問題時的錶現差異，這種橫嚮的比較能極大地拓寬學生的視野，讓他們明白“沒有最好的算法，隻有最閤適的方案”。這種注重工程實踐的敘事方式，讓我感覺自己不僅僅是在學習“原理”，而是在學習如何“解決問題”。這種務實的態度，對於培養動手能力和工程素養至關重要。

評分☆☆☆☆☆

語言風格上，這本書的處理方式非常巧妙，它在保持學術嚴謹性的同時，又避免瞭過度學術化的晦澀。我可以明顯感覺到，作者在撰寫時，始終把讀者的認知起點放在瞭高職階段的學生身上，沒有采取直接“灌輸”研究級理論的做法。比如，在引入傳遞函數和狀態空間錶示這兩種核心數學工具時，它沒有急於求成，而是先用非常形象的比喻來解釋這兩種描述方法的本質區彆和適用場景，像是給齣瞭兩種不同的“鏡頭”去看待同一個物理係統。這種循序漸進的引導，使得那些原本枯燥的代數運算和矩陣運算，變得可以被理解和接受。即便有些地方需要用到高等數學的知識，作者也會適當地在腳注或旁注中給齣簡要迴顧，確保讀者不會因為基礎知識的薄弱而掉隊。這種對讀者學習路徑的細緻考量，體現瞭編寫團隊深厚的教學經驗。

評分☆☆☆☆☆

與其他同類書籍相比，這本書在緒論和章節導引的設計上，展現齣一種獨特的“目標驅動”的學習導嚮。每開始一個新的主題，比如“根軌跡分析”，它首先會清晰地闡述學習這個工具能解決什麼實際問題——比如如何直觀地判斷係統的穩定性裕度，或者如何設計齣滿足特定瞬態響應要求的控製器。然後，纔是深入到數學推導和作圖步驟。這種“先看結果，再探路徑”的結構，極大地增強瞭學習的內驅力。我發現自己學習的動力不再是“為瞭考試而學習公式”，而是“為瞭解決那個實際問題而掌握這個工具”。此外，教材中對前沿概念的觸及也做得恰到好處，它不會在基礎階段就引入過於復雜的現代控製理論，而是將這些內容放在一個“展望”的章節裏進行簡要介紹，保持瞭教材的純粹性，同時也給有餘力的學生指明瞭下一步深入學習的方嚮，顯示齣一種成熟的課程設計哲學。

評分☆☆☆☆☆

讓我特彆欣賞的一點是，這本書對自測和復習環節的重視程度。許多教材的習題往往是公式的簡單套用，但這裏的課後習題設計，明顯帶有更高的區分度和思考深度。它們不僅僅是檢驗你是否記住瞭公式，更是考驗你對原理的掌握程度和綜閤運用能力。例如，有一類習題要求你根據給定的時域響應麯綫，反推齣一個閤理的係統結構和參數範圍，這需要學生將時域分析、頻域分析以及根軌跡法融會貫通。更重要的是，它似乎在很多地方留有“開放性”的討論空間。比如，在講解瞭經典的綫性化方法後，它會提齣一個關於非綫性係統處理的思考題，雖然沒有給齣標準答案，但這種引導性的提問，能有效地激發讀者的批判性思維，促使我們跳齣“標準答案”的框架去思考工程中遇到的復雜性。這種注重思維訓練勝過死記硬背的編排理念，是這本教材最寶貴的財富之一。

評分☆☆☆☆☆

這本教材的排版真是讓人眼前一亮，不同於以往那些黑白灰為主的教科書，它在色彩運用和圖文布局上花瞭不少心思。尤其是那些復雜的係統框圖和信號流圖，作者沒有采用一成不變的畫法，而是根據不同章節的側重點，靈活地運用瞭不同顔色的綫條和填充區域來區分信號流嚮和功能模塊，這一點對於初學者來說，無疑是極大的福音。我記得以前學這門課的時候，光是看那些密密麻麻的圖就頭大，很多概念因為圖形過於單調而變得抽象難懂。但是這本書，它似乎知道讀者的痛點，用視覺化的方式將那些晦澀的數學模型和物理概念“翻譯”瞭過來。比如在講到PID控製器的原理時，它不僅給齣瞭標準的數學錶達式，還配上瞭一個動態的流程圖，清晰地展示瞭比例、積分、微分項是如何協同作用來修正誤差的。這種細緻入微的設計，讓我感覺這不僅僅是一本教材，更像是一個耐心的導師，一步步引導你穿越理論的迷霧。當然，內容上的深入程度依然保持瞭專業教材應有的嚴謹性，但錶麵的“友好”設計，極大地降低瞭入門的心理門檻，讓學習過程變得更加愉悅和高效。