自动控制原理与系统 9787564016616 北京理工大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

陈贵银 著

图书标签:

• 自动控制原理
• 控制系统
• 系统分析
• 系统设计
• 现代控制
• 经典控制
• 北京理工大学出版社
• 工科教材
• 控制工程
• 数学模型

店铺： 花晨月夕图书专营店

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564016616

商品编码：29872999822

包装：平装

出版时间：2009-03-01

基本信息

书名：自动控制原理与系统

定价：39.00元

作者：陈贵银

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2009-03-01

ISBN：9787564016616

字数：470000

页码：358

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.481kg

编辑推荐

---

内容提要

---

本书主要内容包括：自动控制系统的基本概念、先进的工具软件MATLAB的界面及基本操作；控制系统的数学模型的建立以及用MATLAB解决数学建模问题；线性控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法及系统的校正方法等基本控制理论；详细介绍了用MATLAB工具解决时域、根轨迹和频域3种分析法的计算、绘图、分析等问题；直流调速系统晶阐管BJT单环、双环控制系统的构成及系统性能的分析；用MATLAB辅助分析和设计仿真单、双环控制系统的实例；基于直流调速系统的自动控制系统分析、调试、故障排除与维护的步骤、方法及常见故障介绍。在每一章后都引入了具体的实例系统，以期培养读者分析、调试仿真的能力。
本书内容以方便教学实施为前提，可操作性强。可供本科、职工大学的自动化类和电气信息类专业作教材使用，也可作自学考试教材，并可供工程技术人员参考。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

《现代控制理论导论》 内容简介： 本书旨在为读者提供现代控制理论的全面而深入的概览，旨在为那些希望理解、设计和分析复杂动态系统的人们奠定坚实的理论基础。不同于传统的经典控制方法，现代控制理论更加强调对系统内在状态的描述，并运用更强大的数学工具来处理多输入多输出（MIMO）系统、非线性系统以及具有不确定性的系统。本书将循序渐进地引导读者从基础概念逐步深入到高级主题，确保理解的连贯性和知识的系统性。 第一部分：状态空间方法基础 本书的开篇将系统地介绍现代控制理论的核心——状态空间方法。我们将首先阐述状态空间描述的优势，对比其与传递函数方法的区别，并详细解释状态变量、状态向量和状态方程的物理意义。接着，我们将深入探讨不同形式的状态空间表示，包括约当标准型、对角型等，以及它们在分析系统特性中的作用。 线性定常（LTI）系统的状态空间描述： 详细介绍如何从物理模型（如微分方程、电路图、机械系统）导出LTI系统的状态空间方程，即 $dot{x}(t) = Ax(t) + Bu(t)$ 和 $y(t) = Cx(t) + Du(t)$。我们将解释矩阵 $A$（系统矩阵）、$B$（输入矩阵）、$C$（输出矩阵）和 $D$（前馈矩阵）各自代表的系统动力学、输入耦合、输出观测以及直接输入-输出关系。 状态方程的解： 重点讲解如何求解齐次和非齐次状态方程。我们将详细推导并展示状态转移矩阵 $Phi(t, t_0) = e^{A(t-t_0)}$ 的计算方法，包括利用泰勒级数展开、拉普拉斯变换以及特征值分解等。这部分内容将揭示系统在没有外部输入时的自由演化规律。 传递函数与状态空间方程的转换： 详细介绍如何从状态空间方程推导出系统的传递函数矩阵，反之亦然。我们将展示如何利用拉普拉斯变换和矩阵求逆来完成这一过程，并解释传递函数矩阵在描述输入-输出耦合关系时的作用。 第二部分：系统能控性与能观性 能控性和能观性是现代控制理论中至关重要的两个概念，它们直接关系到系统的可控性设计和状态观测。本部分将深入剖析这两个概念的定义、判别方法及其理论意义。 能控性： 我们将引入能控性的概念，即是否存在一个控制输入可以使系统的状态从任意初始状态转移到任意目标状态。详细介绍卡尔曼能控性判据，包括利用能控性矩阵的秩来判断系统的能控性。我们将通过丰富的例子，展示不同类型系统的能控性分析。 能观性： 对应地，我们将讨论能观性，即是否存在一个观测器可以根据系统的输出信号来确定系统的内部状态。同样，我们将详细介绍卡尔曼能观性判据，以及如何通过能观性矩阵来判断系统的能观性。 能控性与能观性的对偶性： 强调能控性与能观性之间的深刻对偶关系，并解释这种对偶性在控制理论中的重要应用，例如利用对偶性来设计状态观测器。 第三部分：稳定性分析 稳定性是任何控制系统设计中最基本的要求。本部分将从现代控制的角度，深入探讨系统的稳定性概念和分析方法。 李雅普诺夫稳定性理论： 这是现代控制理论中最强大和普适的稳定性分析工具。我们将详细介绍李雅普诺夫第一方法（直接法）和第二方法（间接法）。 直接法： 重点讲解如何构造李雅普诺夫函数（能量函数）来判断系统的稳定性。我们将详细阐述李雅普诺夫函数应具备的条件，以及如何通过其导数来判定系统的稳定性（渐近稳定、渐近稳定、不稳定）。 间接法： 介绍如何利用系统的特征值来判断线性系统的稳定性。我们将详细解释特征值与系统动态响应之间的关系，并给出判别线性定常系统稳定性的充要条件。 代数Riccati方程与稳定性： 在后面的闭环系统设计中，代数Riccati方程将扮演重要角色，其解与闭环系统的稳定性密切相关。 第四部分：状态反馈与状态观测器设计 基于能控性和能观性分析，本部分将进入控制系统设计的核心内容——状态反馈控制和状态观测器设计。 状态反馈控制： 极点配置： 详细介绍如何利用状态反馈 $u = -Kx$ 来任意配置系统的闭环极点，从而达到期望的动态性能。我们将推导 Ackermann 公式和 Jury 矩阵方法在极点配置中的应用。 最优控制（LQR）： 引入线性二次型调节器（LQR）的设计方法。我们将详细推导并解释 LQR 如何通过最小化一个二次型代价函数来获得最优的增益矩阵 $K$。这部分内容将涵盖代数Riccati方程的求解。 状态观测器： 最小阶观测器与高阶观测器： 介绍如何设计状态观测器来估计系统的状态，特别是当系统状态无法直接测量时。我们将详细推导 Luenberger 观测器的设计方法，并讨论高阶观测器和最小阶观测器的区别和联系。 观测器与状态反馈的结合： 展示如何将状态观测器与状态反馈控制器结合起来，形成完整的状态反馈控制系统，即使系统状态无法完全测量。 第五部分：线性二次型最优控制（LQR）与线性二次型高斯控制（LQG） 本部分将进一步深化对最优控制的理解，并引入随机系统下的最优控制。 线性二次型调节器（LQR）的详细分析： 除了极点配置之外，我们将更深入地探讨 LQR 设计背后的原理，包括代价函数的选择、性能指标的含义以及最优增益矩阵的性质。 线性二次型高斯（LQG）控制： 考虑系统中存在噪声的情况。我们将介绍如何将 LQR 和卡尔曼滤波器（状态观测器的最优版本）相结合，设计出在存在测量噪声和过程噪声下的最优控制器。这部分将触及随机过程和估计理论的基础。 第六部分：非线性控制基础（选讲） 为了让读者对更广泛的控制问题有所了解，本书将简要介绍非线性控制的一些基本概念和方法。 非线性系统的基本概念： 介绍非线性系统的特点，如奇异点、极限环、混沌等。 反馈线性化： 介绍如何通过巧妙的状态反馈和坐标变换，将部分或整体非线性系统转化为等价的线性系统，然后应用线性控制理论进行设计。 李雅普诺夫稳定性理论在非线性系统中的应用： 再次强调李雅普诺夫理论的普适性，并展示其在分析非线性系统稳定性方面的强大能力。 第七部分：鲁棒控制与模型预测控制（选讲） 在实际工程应用中，系统模型往往存在不确定性，或者需要处理更复杂的约束条件。本部分将简要介绍应对这些挑战的方法。 鲁棒控制： 介绍鲁棒控制的基本思想，即设计控制器，使其在模型参数变化或存在外部干扰时，系统性能仍能得到保证。例如，介绍 $mathcal{H}_{infty}$ 控制的基本概念。 模型预测控制（MPC）： 介绍 MPC 的原理，它是一种基于模型的前瞻性控制策略，能够处理约束条件并优化未来一段时间的性能。 全书特点： 本书在内容组织上，力求逻辑清晰，层层递进。理论推导严谨，同时辅以大量的图示和具体算例，帮助读者理解抽象的数学概念。本书强调理论与实践的结合，为读者在实际工程问题中应用现代控制理论提供指导。通过学习本书，读者将能够： 深刻理解现代控制理论的核心思想和数学工具。 熟练掌握状态空间方法的分析和设计技巧。 能够独立设计和分析线性系统的状态反馈控制器和状态观测器。 为进一步学习更高级的控制理论，如自适应控制、智能控制等打下坚实的基础。 能够识别和分析复杂动态系统中的关键特性，如能控性、能观性和稳定性。 本书适合于自动化、电气工程、机械工程、航空航天工程、机器人技术等相关专业的本科生、研究生，以及从事控制系统设计和研究的工程师和科研人员。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的瞬间，我就被它沉甸甸的分量和精美的封面设计所吸引。我一直认为，一本好的教材不仅要有严谨的内容，还要有良好的阅读体验，而这本书在这两方面似乎都做得相当不错。我对于自动控制这个领域一直怀有浓厚的兴趣，因为它直接关系到各种机械和电子系统的智能化和自主化。我尤其希望这本书能够深入浅出地解释控制系统的基本原理，比如如何通过反馈机制来提高系统的鲁棒性和精度。我期待书中能够详细介绍不同类型的控制器，例如PID控制器，以及它们在实际工程中的应用案例。此外，我也希望能够了解一些更高级的控制理论，如现代控制理论，并学习如何运用它们来解决更复杂的问题。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的整体外观设计十分符合我的审美，一种低调而内敛的风格，却透露出深厚的学术底蕴。我拿到手后，第一感觉就是书本的分量，这让我对其中内容的详实程度充满了期待。我对自动控制理论一直抱有极大的好奇心，总觉得它是连接理论与实践的桥梁，是让机械和电子设备“活”起来的关键。我特别希望这本书能够系统地讲解控制系统的基本组成部分，例如传感器、控制器、执行器等，并阐述它们各自的作用以及如何协同工作。同时，我也希望书中能详细介绍如何对一个控制系统进行性能评估，比如响应速度、稳态误差、超调量等，并提供一些常用的评估指标和方法。对于一个初学者来说，能够清晰地理解这些评估标准，对于设计出高性能的控制系统至关重要。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书后，第一印象就是它的装帧质量很高，纸张的触感很好，印刷清晰，细节处理到位。这本书的封面设计简洁大气，符合一本学术专著的风格。我一直对自动控制领域充满好奇，觉得它在现代工业生产和科技发展中扮演着至关重要的角色。我希望这本书能够为我系统地梳理自动控制的基本理论，从最核心的概念，如系统、模型、反馈、稳定性等出发，逐步深入。我很期待书中能够详细阐述如何进行系统的建模，包括机理建模和辨识建模，以及如何利用这些模型来分析系统的动态特性。同时，我也希望能够学习到如何设计和实现各种控制器，以满足不同的系统性能要求。

评分☆☆☆☆☆

当我在书店看到这本书的时候，它的设计风格就吸引了我，那种简约而不失专业性的封面，让我觉得这是一本值得认真对待的学术著作。北京理工大学出版社的出品，本身就带有一种品质的保证。这本书的版式设计非常舒服，字号大小适中，行距和段落间距都恰到好处，使得阅读体验非常流畅，长时间阅读也不会感到眼部疲劳。我一直对如何让各种机械、电子设备变得“智能”而自主运行感到着迷，而自动控制原理正是实现这一切的核心。我希望这本书能够提供清晰的理论框架，从最基础的系统定义、分类开始，逐步深入到系统的动态特性分析、稳定性判断等方面。此外，如果书中能包含一些关于反馈控制回路设计的经典案例，比如如何根据系统性能要求来选择和调整控制器参数，那将对我理解实际工程应用非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

从拿到这本书的那一刻起，我就被其严谨的学术风格所吸引，封面的设计简洁而不失专业性，透露出内容的深度与可靠性。我一直对自动控制原理有着浓厚的兴趣，并深知其在现代工程技术中的关键作用。我非常期待这本书能够为我提供一个清晰、系统的理论框架，从最基础的概念入手，例如系统静态和动态特性的描述，逐步深入到更复杂的分析方法，如时域分析和频域分析。我希望书中能够详细阐述如何对一个控制系统进行稳定性分析，这是理解和设计任何可靠控制系统的基础。同时，我也期待书中能够提供丰富的实例，帮助我理解不同控制策略的优劣以及它们在实际应用中的表现。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面配色和字体选择都显得非常专业，给人一种严谨、可靠的感觉。作为一名对工程技术领域有浓厚兴趣的学生，我一直在寻找一本能够系统性地介绍自动控制原理的入门书籍。我听说北京理工大学在自动控制领域的研究水平很高，所以对这本书的内容质量非常有信心。我希望这本书能够循序渐进地引导我理解自动控制的基本概念，从最简单的开环系统和闭环系统讲起，逐步深入到更复杂的系统建模、分析和设计。尤其令我感兴趣的是，书中是否会介绍一些经典的控制算法，例如PID控制、模糊控制、状态空间控制等，并配以丰富的图例和实例来帮助我理解它们的工作原理和应用场景。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的整体装帧印象颇深，那种沉甸甸的质感，不是那种廉价印刷品能比拟的。我记得拿到快递的时候，差点以为里面是几本书，结果一本书就这么厚实，可见其内容的丰富程度。虽然还没来得及深入研读，但随意翻阅几页，就能感受到作者在文字组织上的用心。那些公式和图表，即使我目前还不太理解其具体含义，但其严谨的逻辑结构和清晰的呈现方式，已经给我留下了一个很好的印象。我特别喜欢书中那些标注清晰的章节标题和副标题，这使得我在查找特定信息时能够事半功倍，也便于我规划自己的阅读路线。当然，作为一本理工科教材，最重要的还是内容的准确性和前沿性。我听说北京理工大学在自动控制领域有深厚的研究基础，所以对这本书的内容质量还是非常期待的。我希望它能涵盖自动控制领域的核心概念，比如系统辨识、状态空间分析、反馈控制策略等等，并且能够对这些概念进行深入浅出的阐述，配以恰当的例子和习题，帮助读者巩固所学。毕竟，理论知识需要通过实践来检验和深化，如果书中能够提供一些实际的应用案例，那就更好了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺简洁大方的，白色的背景，配上蓝色的字体，一看就很有学术范儿。我当初选择它，很大一部分原因就是看中了北京理工大学出版社这个牌子，毕竟是国内顶尖的理工科院校出版社，对书籍的质量把控应该是有保障的。拿到手后，翻阅了一下，纸张的触感还不错，印刷也清晰，没有出现模糊或者重影的情况，这一点对于长期阅读来说非常重要，能够有效减少阅读疲劳。我一直对自动控制这个领域充满好奇，虽然说我的专业方向并非直接与此相关，但总觉得掌握一些自动控制的基本原理，对于理解许多工程问题会有很大的帮助。这本书的排版也比较合理，文字大小适中，段落之间的留白也恰到好处，读起来不会觉得拥挤。封面上的书名“自动控制原理与系统”也准确地传达了书籍的核心内容，让人一眼就能明白这本书是讲什么的。我想，对于很多初学者来说，一本好的教材不仅在于内容的深度，也在于它能否以一种循序渐进、易于理解的方式来呈现复杂的概念。希望这本书能够在这方面做得出色，带领我一步步走进自动控制的奇妙世界。毕竟，在这个科技飞速发展的时代，对各种自动化系统的理解，是成为一个优秀工程师的必修课之一。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书后，我第一反应就是它的厚度，这绝对是一本内容翔实、需要花时间去啃的硬骨头。书的封面设计虽然朴素，但透着一种沉稳的气质，符合其学术书籍的定位。我注意到书的印刷质量相当不错，字迹清晰，图表线条流畅，即使是密密麻麻的公式，也能辨认得清清楚楚，这对长时间阅读的眼睛是很友好的。我个人对自动控制这一学科一直抱有浓厚的兴趣，虽然我目前所处的行业与直接应用自动控制技术的距离尚远，但我深信，理解控制理论的基础，能够极大地拓宽我的技术视野，甚至在解决一些看似无关的工程问题时，也能从中获得启发。我特别关注的是，这本书在介绍基本原理时，是否能够做到由浅入深，循序渐进。我希望作者能够从最基础的概念讲起，逐步深入到更复杂的系统和控制方法。如果书中能够包含一些经典的控制系统例子，比如PID控制器、模糊控制、神经网络控制等，并对其原理和应用进行详细介绍，那将会非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的纸质感让我非常满意，拿在手里有一种温润而厚重的感觉，这种细微的触感往往能够影响到读书的心情。我非常看重书籍的装订质量，而这本《自动控制原理与系统》显然在这方面做得很好，书页翻阅起来很顺畅，书脊也显得十分牢固，预示着它可以陪伴我度过相当长的一段时间的学习旅程。虽然我对自动控制这个领域的研究尚处于初步探索阶段，但已经能感受到其在现代工程技术中的重要地位。我尤其期待书中能够详细介绍如何建立和分析自动控制系统的数学模型，因为我觉得这是理解整个控制过程的基础。例如，如何将一个物理系统转化为数学方程，以及如何利用这些方程来预测系统的行为，这都是我非常渴望了解的内容。而且，我希望书中能够对不同类型的控制器进行清晰的分类和解释，比如比例控制器、积分控制器、微分控制器以及它们的组合，并说明它们各自的优缺点以及适用场景。