自動控製原理與係統 9787564016616 北京理工大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳貴銀 著

圖書標籤:

• 自動控製原理
• 控製係統
• 係統分析
• 係統設計
• 現代控製
• 經典控製
• 北京理工大學齣版社
• 工科教材
• 控製工程
• 數學模型

店鋪： 花晨月夕圖書專營店

齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787564016616

商品編碼：29872999822

包裝：平裝

齣版時間：2009-03-01

基本信息

書名：自動控製原理與係統

定價：39.00元

作者：陳貴銀

齣版社：北京理工大學齣版社

齣版日期：2009-03-01

ISBN：9787564016616

字數：470000

頁碼：358

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.481kg

編輯推薦

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內容提要

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本書主要內容包括：自動控製係統的基本概念、先進的工具軟件MATLAB的界麵及基本操作；控製係統的數學模型的建立以及用MATLAB解決數學建模問題；綫性控製係統的時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法及係統的校正方法等基本控製理論；詳細介紹瞭用MATLAB工具解決時域、根軌跡和頻域3種分析法的計算、繪圖、分析等問題；直流調速係統晶闡管BJT單環、雙環控製係統的構成及係統性能的分析；用MATLAB輔助分析和設計仿真單、雙環控製係統的實例；基於直流調速係統的自動控製係統分析、調試、故障排除與維護的步驟、方法及常見故障介紹。在每一章後都引入瞭具體的實例係統，以期培養讀者分析、調試仿真的能力。
本書內容以方便教學實施為前提，可操作性強。可供本科、職工大學的自動化類和電氣信息類專業作教材使用，也可作自學考試教材，並可供工程技術人員參考。

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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《現代控製理論導論》 內容簡介： 本書旨在為讀者提供現代控製理論的全麵而深入的概覽，旨在為那些希望理解、設計和分析復雜動態係統的人們奠定堅實的理論基礎。不同於傳統的經典控製方法，現代控製理論更加強調對係統內在狀態的描述，並運用更強大的數學工具來處理多輸入多輸齣（MIMO）係統、非綫性係統以及具有不確定性的係統。本書將循序漸進地引導讀者從基礎概念逐步深入到高級主題，確保理解的連貫性和知識的係統性。 第一部分：狀態空間方法基礎 本書的開篇將係統地介紹現代控製理論的核心——狀態空間方法。我們將首先闡述狀態空間描述的優勢，對比其與傳遞函數方法的區彆，並詳細解釋狀態變量、狀態嚮量和狀態方程的物理意義。接著，我們將深入探討不同形式的狀態空間錶示，包括約當標準型、對角型等，以及它們在分析係統特性中的作用。 綫性定常（LTI）係統的狀態空間描述： 詳細介紹如何從物理模型（如微分方程、電路圖、機械係統）導齣LTI係統的狀態空間方程，即 $dot{x}(t) = Ax(t) + Bu(t)$ 和 $y(t) = Cx(t) + Du(t)$。我們將解釋矩陣 $A$（係統矩陣）、$B$（輸入矩陣）、$C$（輸齣矩陣）和 $D$（前饋矩陣）各自代錶的係統動力學、輸入耦閤、輸齣觀測以及直接輸入-輸齣關係。 狀態方程的解： 重點講解如何求解齊次和非齊次狀態方程。我們將詳細推導並展示狀態轉移矩陣 $Phi(t, t_0) = e^{A(t-t_0)}$ 的計算方法，包括利用泰勒級數展開、拉普拉斯變換以及特徵值分解等。這部分內容將揭示係統在沒有外部輸入時的自由演化規律。 傳遞函數與狀態空間方程的轉換： 詳細介紹如何從狀態空間方程推導齣係統的傳遞函數矩陣，反之亦然。我們將展示如何利用拉普拉斯變換和矩陣求逆來完成這一過程，並解釋傳遞函數矩陣在描述輸入-輸齣耦閤關係時的作用。 第二部分：係統能控性與能觀性 能控性和能觀性是現代控製理論中至關重要的兩個概念，它們直接關係到係統的可控性設計和狀態觀測。本部分將深入剖析這兩個概念的定義、判彆方法及其理論意義。 能控性： 我們將引入能控性的概念，即是否存在一個控製輸入可以使係統的狀態從任意初始狀態轉移到任意目標狀態。詳細介紹卡爾曼能控性判據，包括利用能控性矩陣的秩來判斷係統的能控性。我們將通過豐富的例子，展示不同類型係統的能控性分析。 能觀性： 對應地，我們將討論能觀性，即是否存在一個觀測器可以根據係統的輸齣信號來確定係統的內部狀態。同樣，我們將詳細介紹卡爾曼能觀性判據，以及如何通過能觀性矩陣來判斷係統的能觀性。 能控性與能觀性的對偶性： 強調能控性與能觀性之間的深刻對偶關係，並解釋這種對偶性在控製理論中的重要應用，例如利用對偶性來設計狀態觀測器。 第三部分：穩定性分析 穩定性是任何控製係統設計中最基本的要求。本部分將從現代控製的角度，深入探討係統的穩定性概念和分析方法。 李雅普諾夫穩定性理論： 這是現代控製理論中最強大和普適的穩定性分析工具。我們將詳細介紹李雅普諾夫第一方法（直接法）和第二方法（間接法）。 直接法： 重點講解如何構造李雅普諾夫函數（能量函數）來判斷係統的穩定性。我們將詳細闡述李雅普諾夫函數應具備的條件，以及如何通過其導數來判定係統的穩定性（漸近穩定、漸近穩定、不穩定）。 間接法： 介紹如何利用係統的特徵值來判斷綫性係統的穩定性。我們將詳細解釋特徵值與係統動態響應之間的關係，並給齣判彆綫性定常係統穩定性的充要條件。 代數Riccati方程與穩定性： 在後麵的閉環係統設計中，代數Riccati方程將扮演重要角色，其解與閉環係統的穩定性密切相關。 第四部分：狀態反饋與狀態觀測器設計 基於能控性和能觀性分析，本部分將進入控製係統設計的核心內容——狀態反饋控製和狀態觀測器設計。 狀態反饋控製： 極點配置： 詳細介紹如何利用狀態反饋 $u = -Kx$ 來任意配置係統的閉環極點，從而達到期望的動態性能。我們將推導 Ackermann 公式和 Jury 矩陣方法在極點配置中的應用。 最優控製（LQR）： 引入綫性二次型調節器（LQR）的設計方法。我們將詳細推導並解釋 LQR 如何通過最小化一個二次型代價函數來獲得最優的增益矩陣 $K$。這部分內容將涵蓋代數Riccati方程的求解。 狀態觀測器： 最小階觀測器與高階觀測器： 介紹如何設計狀態觀測器來估計係統的狀態，特彆是當係統狀態無法直接測量時。我們將詳細推導 Luenberger 觀測器的設計方法，並討論高階觀測器和最小階觀測器的區彆和聯係。 觀測器與狀態反饋的結閤： 展示如何將狀態觀測器與狀態反饋控製器結閤起來，形成完整的狀態反饋控製係統，即使係統狀態無法完全測量。 第五部分：綫性二次型最優控製（LQR）與綫性二次型高斯控製（LQG） 本部分將進一步深化對最優控製的理解，並引入隨機係統下的最優控製。 綫性二次型調節器（LQR）的詳細分析： 除瞭極點配置之外，我們將更深入地探討 LQR 設計背後的原理，包括代價函數的選擇、性能指標的含義以及最優增益矩陣的性質。 綫性二次型高斯（LQG）控製： 考慮係統中存在噪聲的情況。我們將介紹如何將 LQR 和卡爾曼濾波器（狀態觀測器的最優版本）相結閤，設計齣在存在測量噪聲和過程噪聲下的最優控製器。這部分將觸及隨機過程和估計理論的基礎。 第六部分：非綫性控製基礎（選講） 為瞭讓讀者對更廣泛的控製問題有所瞭解，本書將簡要介紹非綫性控製的一些基本概念和方法。 非綫性係統的基本概念： 介紹非綫性係統的特點，如奇異點、極限環、混沌等。 反饋綫性化： 介紹如何通過巧妙的狀態反饋和坐標變換，將部分或整體非綫性係統轉化為等價的綫性係統，然後應用綫性控製理論進行設計。 李雅普諾夫穩定性理論在非綫性係統中的應用： 再次強調李雅普諾夫理論的普適性，並展示其在分析非綫性係統穩定性方麵的強大能力。 第七部分：魯棒控製與模型預測控製（選講） 在實際工程應用中，係統模型往往存在不確定性，或者需要處理更復雜的約束條件。本部分將簡要介紹應對這些挑戰的方法。 魯棒控製： 介紹魯棒控製的基本思想，即設計控製器，使其在模型參數變化或存在外部乾擾時，係統性能仍能得到保證。例如，介紹 $mathcal{H}_{infty}$ 控製的基本概念。 模型預測控製（MPC）： 介紹 MPC 的原理，它是一種基於模型的前瞻性控製策略，能夠處理約束條件並優化未來一段時間的性能。 全書特點： 本書在內容組織上，力求邏輯清晰，層層遞進。理論推導嚴謹，同時輔以大量的圖示和具體算例，幫助讀者理解抽象的數學概念。本書強調理論與實踐的結閤，為讀者在實際工程問題中應用現代控製理論提供指導。通過學習本書，讀者將能夠： 深刻理解現代控製理論的核心思想和數學工具。 熟練掌握狀態空間方法的分析和設計技巧。 能夠獨立設計和分析綫性係統的狀態反饋控製器和狀態觀測器。 為進一步學習更高級的控製理論，如自適應控製、智能控製等打下堅實的基礎。 能夠識彆和分析復雜動態係統中的關鍵特性，如能控性、能觀性和穩定性。 本書適閤於自動化、電氣工程、機械工程、航空航天工程、機器人技術等相關專業的本科生、研究生，以及從事控製係統設計和研究的工程師和科研人員。

評分☆☆☆☆☆

這本書的紙質感讓我非常滿意，拿在手裏有一種溫潤而厚重的感覺，這種細微的觸感往往能夠影響到讀書的心情。我非常看重書籍的裝訂質量，而這本《自動控製原理與係統》顯然在這方麵做得很好，書頁翻閱起來很順暢，書脊也顯得十分牢固，預示著它可以陪伴我度過相當長的一段時間的學習旅程。雖然我對自動控製這個領域的研究尚處於初步探索階段，但已經能感受到其在現代工程技術中的重要地位。我尤其期待書中能夠詳細介紹如何建立和分析自動控製係統的數學模型，因為我覺得這是理解整個控製過程的基礎。例如，如何將一個物理係統轉化為數學方程，以及如何利用這些方程來預測係統的行為，這都是我非常渴望瞭解的內容。而且，我希望書中能夠對不同類型的控製器進行清晰的分類和解釋，比如比例控製器、積分控製器、微分控製器以及它們的組閤，並說明它們各自的優缺點以及適用場景。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵配色和字體選擇都顯得非常專業，給人一種嚴謹、可靠的感覺。作為一名對工程技術領域有濃厚興趣的學生，我一直在尋找一本能夠係統性地介紹自動控製原理的入門書籍。我聽說北京理工大學在自動控製領域的研究水平很高，所以對這本書的內容質量非常有信心。我希望這本書能夠循序漸進地引導我理解自動控製的基本概念，從最簡單的開環係統和閉環係統講起，逐步深入到更復雜的係統建模、分析和設計。尤其令我感興趣的是，書中是否會介紹一些經典的控製算法，例如PID控製、模糊控製、狀態空間控製等，並配以豐富的圖例和實例來幫助我理解它們的工作原理和應用場景。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的整體外觀設計十分符閤我的審美，一種低調而內斂的風格，卻透露齣深厚的學術底蘊。我拿到手後，第一感覺就是書本的分量，這讓我對其中內容的詳實程度充滿瞭期待。我對自動控製理論一直抱有極大的好奇心，總覺得它是連接理論與實踐的橋梁，是讓機械和電子設備“活”起來的關鍵。我特彆希望這本書能夠係統地講解控製係統的基本組成部分，例如傳感器、控製器、執行器等，並闡述它們各自的作用以及如何協同工作。同時，我也希望書中能詳細介紹如何對一個控製係統進行性能評估，比如響應速度、穩態誤差、超調量等，並提供一些常用的評估指標和方法。對於一個初學者來說，能夠清晰地理解這些評估標準，對於設計齣高性能的控製係統至關重要。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書後，第一印象就是它的裝幀質量很高，紙張的觸感很好，印刷清晰，細節處理到位。這本書的封麵設計簡潔大氣，符閤一本學術專著的風格。我一直對自動控製領域充滿好奇，覺得它在現代工業生産和科技發展中扮演著至關重要的角色。我希望這本書能夠為我係統地梳理自動控製的基本理論，從最核心的概念，如係統、模型、反饋、穩定性等齣發，逐步深入。我很期待書中能夠詳細闡述如何進行係統的建模，包括機理建模和辨識建模，以及如何利用這些模型來分析係統的動態特性。同時，我也希望能夠學習到如何設計和實現各種控製器，以滿足不同的係統性能要求。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計倒是挺簡潔大方的，白色的背景，配上藍色的字體，一看就很有學術範兒。我當初選擇它，很大一部分原因就是看中瞭北京理工大學齣版社這個牌子，畢竟是國內頂尖的理工科院校齣版社，對書籍的質量把控應該是有保障的。拿到手後，翻閱瞭一下，紙張的觸感還不錯，印刷也清晰，沒有齣現模糊或者重影的情況，這一點對於長期閱讀來說非常重要，能夠有效減少閱讀疲勞。我一直對自動控製這個領域充滿好奇，雖然說我的專業方嚮並非直接與此相關，但總覺得掌握一些自動控製的基本原理，對於理解許多工程問題會有很大的幫助。這本書的排版也比較閤理，文字大小適中，段落之間的留白也恰到好處，讀起來不會覺得擁擠。封麵上的書名“自動控製原理與係統”也準確地傳達瞭書籍的核心內容，讓人一眼就能明白這本書是講什麼的。我想，對於很多初學者來說，一本好的教材不僅在於內容的深度，也在於它能否以一種循序漸進、易於理解的方式來呈現復雜的概念。希望這本書能夠在這方麵做得齣色，帶領我一步步走進自動控製的奇妙世界。畢竟，在這個科技飛速發展的時代，對各種自動化係統的理解，是成為一個優秀工程師的必修課之一。

評分☆☆☆☆☆

當我在書店看到這本書的時候，它的設計風格就吸引瞭我，那種簡約而不失專業性的封麵，讓我覺得這是一本值得認真對待的學術著作。北京理工大學齣版社的齣品，本身就帶有一種品質的保證。這本書的版式設計非常舒服，字號大小適中，行距和段落間距都恰到好處，使得閱讀體驗非常流暢，長時間閱讀也不會感到眼部疲勞。我一直對如何讓各種機械、電子設備變得“智能”而自主運行感到著迷，而自動控製原理正是實現這一切的核心。我希望這本書能夠提供清晰的理論框架，從最基礎的係統定義、分類開始，逐步深入到係統的動態特性分析、穩定性判斷等方麵。此外，如果書中能包含一些關於反饋控製迴路設計的經典案例，比如如何根據係統性能要求來選擇和調整控製器參數，那將對我理解實際工程應用非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書後，我第一反應就是它的厚度，這絕對是一本內容翔實、需要花時間去啃的硬骨頭。書的封麵設計雖然樸素，但透著一種沉穩的氣質，符閤其學術書籍的定位。我注意到書的印刷質量相當不錯，字跡清晰，圖錶綫條流暢，即使是密密麻麻的公式，也能辨認得清清楚楚，這對長時間閱讀的眼睛是很友好的。我個人對自動控製這一學科一直抱有濃厚的興趣，雖然我目前所處的行業與直接應用自動控製技術的距離尚遠，但我深信，理解控製理論的基礎，能夠極大地拓寬我的技術視野，甚至在解決一些看似無關的工程問題時，也能從中獲得啓發。我特彆關注的是，這本書在介紹基本原理時，是否能夠做到由淺入深，循序漸進。我希望作者能夠從最基礎的概念講起，逐步深入到更復雜的係統和控製方法。如果書中能夠包含一些經典的控製係統例子，比如PID控製器、模糊控製、神經網絡控製等，並對其原理和應用進行詳細介紹，那將會非常有價值。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的瞬間，我就被它沉甸甸的分量和精美的封麵設計所吸引。我一直認為，一本好的教材不僅要有嚴謹的內容，還要有良好的閱讀體驗，而這本書在這兩方麵似乎都做得相當不錯。我對於自動控製這個領域一直懷有濃厚的興趣，因為它直接關係到各種機械和電子係統的智能化和自主化。我尤其希望這本書能夠深入淺齣地解釋控製係統的基本原理，比如如何通過反饋機製來提高係統的魯棒性和精度。我期待書中能夠詳細介紹不同類型的控製器，例如PID控製器，以及它們在實際工程中的應用案例。此外，我也希望能夠瞭解一些更高級的控製理論，如現代控製理論，並學習如何運用它們來解決更復雜的問題。

評分☆☆☆☆☆

從拿到這本書的那一刻起，我就被其嚴謹的學術風格所吸引，封麵的設計簡潔而不失專業性，透露齣內容的深度與可靠性。我一直對自動控製原理有著濃厚的興趣，並深知其在現代工程技術中的關鍵作用。我非常期待這本書能夠為我提供一個清晰、係統的理論框架，從最基礎的概念入手，例如係統靜態和動態特性的描述，逐步深入到更復雜的分析方法，如時域分析和頻域分析。我希望書中能夠詳細闡述如何對一個控製係統進行穩定性分析，這是理解和設計任何可靠控製係統的基礎。同時，我也期待書中能夠提供豐富的實例，幫助我理解不同控製策略的優劣以及它們在實際應用中的錶現。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的整體裝幀印象頗深，那種沉甸甸的質感，不是那種廉價印刷品能比擬的。我記得拿到快遞的時候，差點以為裏麵是幾本書，結果一本書就這麼厚實，可見其內容的豐富程度。雖然還沒來得及深入研讀，但隨意翻閱幾頁，就能感受到作者在文字組織上的用心。那些公式和圖錶，即使我目前還不太理解其具體含義，但其嚴謹的邏輯結構和清晰的呈現方式，已經給我留下瞭一個很好的印象。我特彆喜歡書中那些標注清晰的章節標題和副標題，這使得我在查找特定信息時能夠事半功倍，也便於我規劃自己的閱讀路綫。當然，作為一本理工科教材，最重要的還是內容的準確性和前沿性。我聽說北京理工大學在自動控製領域有深厚的研究基礎，所以對這本書的內容質量還是非常期待的。我希望它能涵蓋自動控製領域的核心概念，比如係統辨識、狀態空間分析、反饋控製策略等等，並且能夠對這些概念進行深入淺齣的闡述，配以恰當的例子和習題，幫助讀者鞏固所學。畢竟，理論知識需要通過實踐來檢驗和深化，如果書中能夠提供一些實際的應用案例，那就更好瞭。