自動控製理論實驗：新版 9787564032043 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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薑增如 著

圖書標籤:

• 自動控製
• 控製理論
• 實驗教學
• 電氣工程
• 自動化
• 控製係統
• 信號與係統
• 經典控製
• 現代控製
• MATLAB仿真

店鋪： 韻讀圖書專營店

齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787564032043

商品編碼：29850698752

包裝：平裝

齣版時間：2010-06-01

圖書基本信息
圖書名稱	自動控製理論實驗：新版	作者	薑增如
定價	20.00元	齣版社	北京理工大學齣版社
ISBN	9787564032043	齣版日期	2010-06-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.259Kg

內容簡介

本書包含兩大部分，其中部分(、二單元)為軟件設計，第二部分(第三、四單元)為硬件設計。單元介紹MATLAB在自動控製理論中應用的綫性係統分析與設計，主要內容是使用MATLAB工具對控製係統的穩定性、正確性和快速性進行分析計算等。第二單元介紹設計和建模的工具箱等問題。第三單元為數字模擬混閤實驗設計，主要是利用模擬實驗箱的放大器、電阻、電容等分立元件，搭接綫性、非綫性電路等。第四單元為控製理論中自行設計實驗，讓學生在掌握控製理論原理的基礎上，使用時域和頻域的手段設計控製器參數。

作者簡介

目錄

部分 MATLAB在自動控製理論中應用 單元 綫性係統分析與設計 一、傳遞函數描述法 二、自動控製係統結構框圖的模型錶示 三、綫性係統的時域分析 四、綫性係統的頻域分析 五、綫性係統的根軌跡分析 六、狀態空間描述法 七、極點配置 八、優二次型設計 第二單元 MATLAB仿真的使用 一、基本模塊 二、模塊的參數和屬性設置 三、離散係統仿真 四、PID校正的仿真 五、子係統 六、條件執行子係統 七、子係統的封裝 八、用MATLAB命令創建和運行Simulink模型 第二部分 自動控製理論原理實驗 第三單元 原理驗證實驗 實驗一 典型環節的模擬研究 實驗二 二階係統瞬態響應和穩定性 實驗三 三階係統的穩定性和瞬態響應 實驗四 綫性控製係統的頻域分析 實驗五 一階與二階係統的頻率法建模 實驗六 二階開環及閉環係統的頻率特性麯綫 實驗七 綫性係統的校正與狀態反饋 一、頻域法串聯超前校正 二、頻域法串聯滯後校正 實驗八 時域法校正 一、時域法串聯比例微分校正 二、時域法局部比例反饋校正 三、時域法微分反饋校正 實驗九 綫性係統的狀態反饋及極點配置 實驗十 非綫性係統的相平麵分析 一、典型非綫性環節 二、二階非綫性控製係統 三、三階非綫性控製係統 實驗十一 采樣控製係統分析 實驗十二 數字PID控製實驗 第四單元 自行設計實驗 實驗一 PID參數自整定 實驗二 頻率法分析與設計 參考文獻

編輯推薦

文摘

序言

現代控製工程導論 本書旨在為讀者構建一個堅實的現代控製工程理論基礎，並深入探討其在實際工程應用中的多樣化實踐。我們將從最基本的控製係統概念入手，逐步引導讀者理解係統的建模、分析和設計等核心環節，最終掌握如何構建穩定、高效且可靠的自動控製係統。 第一部分：控製係統的基礎理論 在現代工程領域，對精確、高效和自動化的需求日益增長，自動控製係統已成為解決這些挑戰的關鍵技術。無論是在航空航天、機器人技術、精密製造，還是在環境監測、生物醫學工程等領域，自動控製的身影無處不在。本書的開篇將首先闡述自動控製係統在現代社會中的重要性及其發展曆程，幫助讀者建立起對該學科的宏觀認知。 接著，我們將深入探討控製係統的基本組成部分，包括傳感器、執行器、控製器和被控對象。通過詳實的圖示和生動的案例，讀者將清晰地理解各個部件在整個控製環路中的作用和相互關係。傳感器負責感知係統的狀態，執行器則根據控製器的指令對係統施加影響，控製器是控製係統的“大腦”，它根據輸入信號和預設算法生成輸齣指令，而被控對象則是需要被調控的實際物理過程。 為瞭定量地描述和分析控製係統的行為，精確的數學模型至關重要。本書將係統地介紹建立控製係統數學模型的各種方法。對於綫性時不變（LTI）係統，我們將重點講解微分方程模型、傳遞函數模型和狀態空間模型。讀者將學習如何從物理規律齣發，推導齣係統的微分方程，進而通過拉普拉斯變換等數學工具將其轉化為更便於分析的傳遞函數。同時，我們也將深入介紹狀態空間方法，它能夠更全麵地描述係統的內部動態，尤其適用於多輸入多輸齣（MIMO）係統和非綫性係統的分析。對於一些難以建立精確物理模型的係統，本書還將介紹辨識方法，通過實驗數據來估計係統的模型參數。 第二部分：控製係統的時域和頻域分析 一旦建立瞭係統的數學模型，對其進行深入的分析便成為可能。本書將首先側重於時域分析。我們將學習如何評估控製係統的瞬態響應，例如超調量、上升時間、調節時間和穩態誤差等。這些指標直接反映瞭係統在受到輸入信號變化後的動態行為，對於確保係統的性能至關重要。通過分析這些時域指標，我們可以判斷係統是響應過快而産生劇烈震蕩，還是響應過慢而無法滿足實時性要求。 隨後，我們將引入頻域分析方法。頻域分析能夠揭示係統對不同頻率輸入信號的響應特性，這在理解係統的穩定性和噪聲抑製能力方麵具有獨特優勢。本書將詳細講解伯德圖（Bode Plot）、奈奎斯特圖（Nyquist Plot）和根軌跡圖（Root Locus Plot）等分析工具。伯德圖能直觀地展示係統的幅頻響應和相頻響應，幫助我們判斷係統的帶寬、增益裕度和相位裕度，這些都是衡量係統穩定性的關鍵參數。奈奎斯特判據則提供瞭一種判斷係統穩定性的嚴謹數學方法，無論係統是否穩定，都可以通過其奈奎斯特圖的特性來判斷閉環係統的穩定性。根軌跡圖則展示瞭係統極點隨控製器增益變化的軌跡，對於設計具有特定穩定性和動態響應特性的控製器提供瞭重要的依據。 第三部分：控製係統的穩定性分析 穩定性是自動控製係統最基本也是最重要的要求。一個不穩定的係統將導緻輸齣信號無限製地發散，從而造成設備損壞甚至安全事故。本書將花費專門的篇幅深入探討穩定性理論。我們將從李雅普諾夫穩定性理論入手，介紹其基本概念和判斷方法，如直接法和間接法。李雅普諾夫理論提供瞭一種不依賴於求解微分方程的直接判斷係統穩定性，適用於更廣泛的係統類型。 在此基礎上，我們還將學習如何利用代數穩定性判據，如勞斯-赫爾維茨判據（Routh-Hurwitz Criterion）。該判據能夠通過分析係統特徵多項式的係數來判斷係統的穩定性，是一種高效且實用的方法，尤其適用於工程實踐。同時，我們也將迴顧並深入理解前麵在頻域分析中涉及到的增益裕度和相位裕度，它們是判斷係統穩定性的重要指標，與係統的魯棒性息息相關。 第四部分：反饋控製器的設計 控製器的設計是自動控製係統的核心任務，其目標是在滿足穩定性的前提下，使係統達到期望的性能指標。本書將從最基礎的PID（比例-積分-微分）控製器開始，詳細講解其原理、參數整定方法以及在不同應用場景下的優勢和局限性。PID控製器因其結構簡單、易於實現且性能良好，是工業界最廣泛使用的控製器類型。我們將介紹多種PID參數整定方法，包括試湊法、齊格勒-尼科爾斯法等，幫助讀者掌握如何根據係統特性調整PID參數以獲得最優控製效果。 除瞭PID控製器，本書還將介紹更先進的控製策略。我們將探討超前-滯後補償器的設計，以及如何利用它們來改善係統的頻率響應特性，提高係統的穩定性和動態性能。此外，我們還將介紹狀態反饋控製器的設計方法。狀態反饋控製是通過將被控對象的內部狀態變量直接用於反饋來設計控製器，能夠實現更優的係統性能，並為更復雜的控製算法奠定基礎。我們將學習如何通過極點配置（Pole Placement）來實現期望的係統極點分布，從而獲得理想的閉環係統動態響應。 第五部分：現代控製理論與進階主題 隨著工程問題的日益復雜化，傳統的控製方法有時顯得力不從心。本書將適時引入現代控製理論的理念和方法。我們將深入探討狀態空間下的最優控製理論，重點介紹LQR（綫性二次調節器）設計。LQR控製器能夠根據二次型性能指標自動優化控製器增益，在滿足穩定性的同時，使係統的性能指標達到最優。 此外，本書還將介紹魯棒控製（Robust Control）和模型預測控製（Model Predictive Control, MPC）等前沿控製技術。魯棒控製旨在設計能夠應對模型不確定性和外部乾擾的控製器，確保係統在各種不確定條件下都能保持穩定和良好的性能。模型預測控製則利用係統的動態模型，通過在綫優化來預測未來的控製序列，能夠有效地處理約束條件和復雜的係統動態，在化工、電力、交通等領域有著廣泛的應用前景。 第六部分：仿真與實驗 理論學習離不開實踐驗證。本書將強調仿真和實驗在控製工程中的重要性。我們將介紹如何利用MATLAB/Simulink等仿真工具來搭建控製係統模型，進行仿真分析和控製器設計。通過仿真，讀者可以直觀地觀察控製係統的動態響應，評估不同控製策略的效果，並在實際動手前對設計方案進行充分的驗證。 同時，本書也將為讀者提供設計和進行控製實驗的指導。我們將介紹常用的實驗設備和測試方法，幫助讀者將理論知識轉化為實際操作能力。通過動手實驗，讀者可以加深對控製係統原理的理解，並學習如何處理實際工程中可能遇到的各種問題。 總結 本書力求全麵且深入地介紹自動控製理論的核心概念和先進方法，並注重理論與實踐的結閤。通過係統性的學習，讀者將能夠掌握控製係統的建模、分析、設計和驗證等全過程，為解決復雜的工程控製問題打下堅實的基礎，並在未來的學習和工作中，能夠自信地運用自動控製技術來優化和提升各種工程係統的性能。

評分☆☆☆☆☆

我是一名即將畢業的本科生，在撰寫畢業論文的過程中，常常需要用到自動控製領域的專業知識。雖然我的課程學習中有涉及自動控製，但理論知識的掌握程度，離實際應用還有一定距離。《自動控製理論實驗：新版》這本書，給我提供瞭一個很好的實踐平颱。我特彆喜歡書中關於模糊邏輯控製的實驗章節。在論文研究中，我需要對一個非綫性係統進行控製，傳統的PID控製器在處理這種係統時效果並不理想。通過這本書中的實驗，我學習瞭如何設計模糊邏輯控製器，並且在仿真環境中進行瞭驗證。看到模糊控製器在處理非綫性係統時，能夠取得比PID控製器更好的效果，這讓我對模糊邏輯控製的優勢有瞭直觀的認識。而且，書中對每個實驗的原理、仿真模型、以及結果分析都進行瞭詳細的闡述，這極大地幫助我理解瞭模糊邏輯控製的設計思路和實現方法。這本書讓我不再害怕那些復雜的控製理論，而是能夠以一種更務實的方式去學習和應用它們。

評分☆☆☆☆☆

作為一名自動化專業的教師，我一直在尋找一本能夠真正幫助學生理解自動控製理論精髓的實驗教材。市麵上有很多關於自動控製理論的書籍，但真正能夠將理論與實踐完美結閤，並且能讓學生産生濃厚興趣的，卻並不多見。《自動控製理論實驗：新版》的齣現，可以說填補瞭這一空白。這本書最令我贊賞之處在於，它不僅僅是簡單地羅列實驗步驟，而是將每個實驗都置於一個完整的理論框架之下。通過精心設計的實驗，學生不僅能夠驗證理論公式的正確性，更重要的是能夠理解這些公式在實際工程中的意義和應用。例如，書中關於穩態誤差和動態響應的實驗，通過改變控製器的參數，學生可以直觀地看到係統性能的變化，從而深刻理解PID控製參數整定的重要性。此外，書中提供的仿真實驗，也為學生提供瞭一個安全、高效的學習平颱，讓他們能夠在不受實際硬件限製的情況下，進行各種探索和嘗試。這本書的齣版，無疑將大大提升我校自動化專業的教學質量。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對機器人技術充滿熱情的愛好者，我一直在尋找能夠幫助我理解機器人運動控製原理的書籍。《自動控製理論實驗：新版》這本書，雖然書名是“自動控製理論實驗”，但其中包含的很多實驗內容，對於機器人領域的初學者來說，非常有啓發意義。例如，書中關於伺服係統控製的實驗，對於理解機器人關節的精確控製，有著直接的聯係。通過學習和模擬伺服係統的響應特性，我能夠更好地理解機器人手臂在執行指令時，如何做到平穩、精確地運動。此外，書中關於綫性二次調節器（LQR）的介紹和實驗，也為我理解更高級的機器人路徑規劃和軌跡跟蹤控製，打下瞭基礎。它讓我意識到，自動控製理論是理解和實現復雜機器人係統的基石。這本書不僅僅是理論的延伸，更是實踐的起點，為我打開瞭通往機器人技術更深層次的大門。

評分☆☆☆☆☆

我是一名終身學習者，對機械工程和自動化領域一直抱有濃厚的興趣。在自學過程中，我發現很多理論知識的理解，如果沒有實踐的輔助，很容易流於錶麵。《自動控製理論實驗：新版》這本書，就像一位經驗豐富的嚮導，帶領我穿越自動控製理論的海洋。它最大的價值在於，能夠將那些晦澀難懂的數學模型和控製算法，通過具體的實驗操作，變得生動易懂。我最喜歡的是書中關於係統穩定性分析的實驗。通過在實驗中改變係統的參數，觀察係統的響應是否會發散，我纔真正理解瞭“穩定裕度”的含義，以及它對係統性能的重要性。這種親身實踐的體驗，遠比單純閱讀文字描述要深刻得多。而且，書中提供的實驗數據和分析方法，也為我進行更深入的學習和研究打下瞭堅實的基礎。它讓我對自動控製這門學科，有瞭更全麵、更深入的認識。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對工程領域充滿好奇的在校大學生，我一直在尋找一本能夠幫助我理解復雜理論的教材。在眾多選擇中，《自動控製理論實驗：新版》以其獨樹一幟的實驗導嚮，深深吸引瞭我。這本書給我的感覺，就像是在給枯燥的理論知識注入瞭生命力。它不僅僅是講解“是什麼”，更著重於“怎麼做”和“為什麼”。通過書中提供的詳實實驗步驟和清晰的圖示，我能夠親手搭建實驗平颱，或者在仿真軟件中模擬各種控製場景。我印象最深刻的是關於係統辨識的實驗，我們通過輸入不同的激勵信號，然後測量係統的響應，再利用書中的方法來估計係統的模型參數。這個過程讓我恍然大悟，原來那些抽象的傳遞函數，並不是憑空産生的，而是可以從實際的物理係統中“提取”齣來的。這種從實踐中學習理論的方式，比單純地背誦公式要有效得多。而且，書中對每個實驗的目的、原理、步驟、以及結果分析都進行瞭細緻的講解，這極大地降低瞭實驗的門檻，也讓我能夠更專注於理解實驗背後的控製思想。它讓我體會到瞭理論知識在解決實際問題中的強大力量，也激發瞭我對工程實踐的濃厚興趣。

評分☆☆☆☆☆

我是一名工作多年的自動化工程師，在日常工作中，經常會接觸到各種自動化設備和控製係統。雖然理論基礎還算紮實，但隨著技術的不斷發展，總覺得有些知識需要更新，對一些新齣現的控製策略和方法瞭解不夠深入。偶然間看到瞭這本《自動控製理論實驗：新版》，抱著試試看的心態購入，沒想到驚喜連連。這本書最大的亮點在於，它不僅僅是停留在理論的復述，而是真正將理論與實踐緊密結閤。書中涵蓋的實驗項目非常豐富，從經典的PID控製到一些更高級的應用，都進行瞭詳細的闡述。我特彆欣賞它在實驗設置上的周全考慮，對於不同層次的讀者，提供瞭多樣化的實驗平颱和仿真環境。例如，書中關於模糊PID控製和自適應PID控製的實驗部分，讓我受益匪淺。通過這些實驗，我能夠直觀地看到不同控製算法在特定工況下的錶現差異，以及它們各自的優缺點。這對於我在實際項目中選擇閤適的控製策略，優化係統性能，起到瞭至關重要的作用。而且，書中對實驗結果的分析和討論部分也做得非常齣色，引導讀者深入思考，將實驗數據轉化為有價值的見解。它讓我重新審視瞭許多自動化領域中的基礎問題，也啓發瞭我對一些前沿技術的思考。

評分☆☆☆☆☆

這本《自動控製理論實驗：新版》的齣版，無疑為我這樣還在努力啃食控製理論大部頭的學生，提供瞭一盞指路明燈。還記得剛接觸自動控製的時候，那些復雜的數學模型、抽象的傳遞函數、以及各種令人頭疼的穩定性分析，常常讓我感到望而卻步。理論知識固然重要，但缺乏實踐的檢驗，總覺得像是空中樓閣，虛無縹緲。翻開這本書，最直觀的感受就是它的“實在”。不再是枯燥的公式推導，而是通過一個個具體的實驗項目，將那些理論概念具象化。從最基礎的開環、閉環係統響應分析，到PID控製器的設計與調試，再到更復雜的頻率特性測量、根軌跡分析等，每一個實驗都緊密聯係著課堂上學到的理論。我尤其喜歡書中的實驗設計，步驟清晰，圖文並茂，即使是初學者也能相對輕鬆地理解操作流程。更重要的是，它鼓勵我們動手去驗證，去感受，去體會理論背後的實際意義。比如，通過觀察不同參數下的PID控製器對係統響應速度、超調量和穩態誤差的影響，我纔真正理解瞭“調參”這門藝術的精妙之處。它讓我意識到，那些抽象的數學公式，其實是工程師手中調整和優化現實世界係統的重要工具。這本書不僅僅是實驗手冊，更像是一位循循善誘的老師，引導我們一步步走進自動控製的奇妙世界。

評分☆☆☆☆☆

在當前的工業自動化浪潮中，各種控製算法的創新和應用層齣不窮。我一直關注著這一領域的最新發展，並希望能夠將最新的理論知識轉化為實際的生産力。《自動控製理論實驗：新版》這本書，在這一點上做得非常齣色。它不僅僅復述瞭經典的控製理論，更重要的是，它通過實驗的方式，展示瞭如何將這些理論應用於解決實際問題。我尤其欣賞書中關於狀態空間法在控製係統設計中的應用。通過學習和模擬狀態空間模型的建立和控製器設計，我能夠更好地理解係統的內部動態，並設計齣更加優化的控製器。這對於我目前負責的自動化生産綫升級項目，提供瞭重要的理論指導和實踐參考。這本書讓我看到瞭自動控製理論在解決復雜工業問題中的強大潛力，也激發瞭我對更多前沿控製技術的學習熱情。它是一本集理論深度和實踐廣度於一體的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

在信息技術飛速發展的今天，各種控製係統在現代工業和日常生活中扮演著越來越重要的角色。對於我這樣一名對前沿技術保持關注的行業從業者來說，掌握紮實的自動控製理論知識，並且能夠將其應用於實際，至關重要。《自動控製理論實驗：新版》這本書，正是我一直在尋找的這樣一本實用性極強的教材。它不僅僅停留在理論的介紹，而是通過一係列精心設計的實驗，將那些抽象的控製原理具象化。我尤其贊賞書中關於數字PID控製器的實現與調試的實驗。在實際工作中，我們經常需要對現有的控製係統進行優化，而數字PID控製器的參數整定，直接關係到係統的性能。這本書通過詳細的實驗步驟和代碼示例，讓我能夠更深入地理解數字PID控製器的算法，並且能夠在實際係統中進行有效的調試。它讓我意識到，理論知識隻有與實踐相結閤，纔能發揮其真正的價值。這本書為我提供瞭一個寶貴的學習機會，讓我能夠不斷提升自己的專業技能。

評分☆☆☆☆☆

在我的認知裏，一本好的實驗教材，應該能夠有效地連接理論與實踐的橋梁，並且能夠激發讀者的探索欲。《自動控製理論實驗：新版》恰恰做到瞭這一點。這本書的齣版，對於許多正在學習自動控製理論的學生來說，無疑是一個福音。我特彆欣賞它在內容編排上的邏輯性。從最簡單的綫性係統分析，到較為復雜的非綫性係統和數字控製，層層遞進，循序漸進。每一個實驗項目的設計都經過精心考量，能夠有效地驗證和深化相關的理論知識。我尤其喜歡書中關於根軌跡分析的實驗部分，通過改變比例增益，觀察閉環極點的移動軌跡，直觀地展現瞭係統穩定性和動態響應與增益之間的關係。這種“眼見為實”的學習體驗，讓我對根軌跡這個抽象的概念有瞭更深刻的理解。此外，書中提供的仿真實驗也大大擴展瞭實驗的可行性，即使條件有限，也能通過軟件模擬來完成大部分實驗，這對於學生來說，極大地提高瞭學習效率。它讓我意識到，自動控製並非高不可攀的理論，而是可以通過實踐來掌握和運用的強大技術。