自动控制原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　本书介绍一般的自动控制的基本理论，主要是古典控制理论。内容包括控制系统的一般概念、线性控制系统的数学模型、系统分析的时域法、根轨迹法和频率特性法、应用频率特性法补偿系统、非线性系统的基本概念和分析方法、取样控制系统的分析。还简单介绍了状态方程的概念和电子计算机辅助设计方法。书中选编了一些习题，以帮助读者运用基本理论。本书在叙述中着重讲清物理概念而避免过多的数学推导，以祈使读者能更好掌握基本概念和方法。

　　本书相当适合大专电机、电子，以及机械科系做为教材之用；此外，对有志修习者而言，亦为一有价值之参考书籍。

好的，以下是一本名为《精密机械设计与制造》的图书简介，内容详实，不涉及任何自动控制原理的内容。 --- 精密机械设计与制造 —— 现代工业的精度基石与未来制造的驱动力 图书简介 在当今高度依赖技术进步的工业体系中，精密机械作为实现高精度、高性能、高可靠性产品制造的核心载体，其设计、分析、加工与检测能力直接决定了一个国家或企业在高端制造领域的竞争力。本书《精密机械设计与制造》，旨在为机械工程、材料科学、制造工艺及相关领域的工程师、科研人员及高年级本科生提供一套系统、深入且极具实践指导意义的知识体系。本书不探讨控制理论、系统动态学或反馈机制，而是聚焦于机械结构本身、材料的选择、加工误差的控制以及计量检测的科学。 本书共分为六大部分，内容深度涵盖了从理论基础到前沿应用的各个关键环节，力求构建一个完整的精密机械制造知识图谱。 --- 第一部分：精密机械设计基础与误差理论 本部分是全书的理论基石，侧重于从宏观到微观层面理解“精度”的物理含义和实现路径。 1.1 精度概念的界定与量化： 详细阐述了机械加工中误差的分类（如系统误差、随机误差、漂移误差），以及形位公差（Geometric Dimensioning and Tolerancing, GD&T）的最新标准与应用。重点解析了误差的累积效应模型，以及如何通过合理的公差配合链分析来确保装配精度和功能精度。 1.2 材料的微观结构与宏观性能： 精密机械对材料的强度、刚度、热稳定性及抗蠕变性有极高要求。本章深入探讨了各种工程材料（如超高强度钢、特殊合金、高性能陶瓷及先进聚合物）的晶体结构、相变过程，以及这些微观特性如何影响其在精密载荷下的疲劳寿命和变形特性。特别关注了材料的表面性能——硬度、耐磨性与摩擦学行为。 1.3 结构静力学与动力学基础： 专注于静刚度和固有频率的计算。内容包括有限元方法（FEM）在复杂结构应力分析中的应用，如何通过拓扑优化设计出具有最大刚重比的机械结构梁、板和壳体。对于高频振动问题，详述了如何通过增加阻尼层或改变结构约束来提升机械系统的环境适应性。 --- 第二部分：精密零部件的设计与优化 本部分聚焦于精密传动、支撑与连接三大核心模块的设计规范。 2.1 高精度轴承与导轨系统： 全面分析了滚动轴承、滑动轴承、空气轴承和磁悬浮轴承的适用场景、承载特性和寿命计算。重点讲解了超精密直线导轨的结构设计（如交叉滚子、V型导轨）如何最小化摩擦系数和运动误差，确保亚微米级的定位重复性。 2.2 复杂传动机构的精度保持： 详细分析了精密齿轮、蜗轮蜗杆、谐波传动及无间隙滚珠丝杠副的误差源分析与补偿设计。内容包括齿轮的误差补偿技术（如变位修正、齿廓修形）以及滚珠丝杠的预紧力设计，以消除反向间隙对运动精度的破坏。 2.3 柔性连接与机构的静刚度设计： 探讨了柔性铰链、金属波纹管等弹性元件在精密定位系统中的应用。重点分析了这些柔性元件的非线性特性、蠕变倾向，并介绍了如何通过有限元仿真准确预测其在长期工作条件下的刚度变化。 --- 第三部分：超精密加工工艺与刀具技术 本部分是制造实现精度的核心环节，涉及对材料去除过程的精确控制。 3.1 传统精密加工的极限与改进： 深入研究了精密磨削、研磨、珩磨工艺，分析了砂轮的磨损机理、冷却液的影响以及切削参数对表面粗糙度和次表层完整性的耦合作用。对于铣削和车削，阐述了刀具材料（如PCD、CBN、陶瓷刀具）的选择标准及其对加工效率和表面质量的制约。 3.2 特种与非接触加工技术： 详细介绍了电火花加工（EDM）、激光加工、超声波加工等非传统加工方法的机理。尤其侧重于电化学加工（ECM）和离子束抛光（Ion Beam Polishing）在获得极低表面粗糙度（Ra < 5nm）方面的应用案例与工艺窗口。 3.3 刀具磨损与寿命预测： 探讨了刀具磨损的物理化学模型，以及如何利用在线监测技术（如振动信号、声发射）对刀具状态进行实时评估，以优化换刀策略，避免因刀具退役造成的加工精度漂移。 --- 第四部分：表面工程与功能化处理 精密机械的性能往往取决于其表面的物理和化学特性。 4.1 薄膜沉积与涂层技术： 系统介绍物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）技术，包括磁控溅射、电子束蒸发等，用于在机械零部件表面形成高硬度、低摩擦系数的耐磨涂层。分析了涂层与基体材料的界面结合强度对整体性能的影响。 4.2 表面改性技术： 重点讨论了渗碳、渗氮、离子注入等热化学处理方法如何改善零件表层的硬度和耐腐蚀性。对于高精度光学元件，详述了化学机械抛光（CMP）在获得原子级平坦度方面的应用。 --- 第五部分：精密测量的原理与方法 没有准确的测量，就没有真正的精密制造。本部分聚焦于如何量化和验证制造出的精度。 5.1 计量学基础与误差传递： 阐述了测量不确定度的概念，遵循ISO GUM标准进行不确定度评定。深入解析了系统误差在测量链中的传递模型，以及如何进行有效的系统误差校正。 5.2 高精度几何量测量设备： 全面介绍三坐标测量机（CMM）、光学非接触式扫描仪、激光跟踪仪等先进测量设备的结构原理、精度等级和校准流程。重点剖析了探针误差、机架误差和环境误差的补偿技术。 5.3 表面形貌与粗糙度测量： 详细讲解了接触式轮廓仪和非接触式干涉仪（如白光干涉、原子力显微镜）的工作原理，以及如何根据ISO/ASME标准对三维形貌参数（如Sa, Sq, 峰谷值）进行准确提取和分析。 --- 第六部分：先进制造系统集成与挑战 本部分将前述知识应用于现代复杂的制造环境中，探讨集成化、自动化装配的挑战。 6.1 洁净室环境与装配： 分析了微电子、光学仪器等领域对环境洁净度的要求，以及在超净环境下进行高精度零件清洗、储存和机械装配的技术规范与操作流程，旨在最大限度避免环境微粒引入的污染和损伤。 6.2 复杂系统的可靠性分析： 基于加速寿命试验和失效物理分析，对精密机械系统的长期可靠性进行评估。内容包括疲劳累积损伤模型、磨损演化预测，为精密设备的设计寿命设定提供科学依据。 6.3 未来精密制造的趋势展望： 讨论了增材制造（3D打印）技术在复杂结构一体化制造中的应用潜力，以及如何将先进的材料科学与机械设计深度融合，推动超精密加工向更高速度、更低能耗的方向发展。 --- 本书特点： 实践导向： 每章均结合大量工程案例和实际工艺参数，注重理论与实践的结合。 深度聚焦： 严格限定在机械结构、材料、加工工艺和测量科学的范畴内，不涉及任何电子、信息或控制理论。 前沿覆盖： 整合了近年来在纳米加工、先进表面工程和高精度计量领域的最新研究成果。 《精密机械设计与制造》是助力工程师突破现有制造瓶颈，迈向更高性能产品研发的必备参考书。

• 本书简介
• 前言
• 第一章：控制系统的基本观念
• 第二章：控制系统的数学模型
• 第三章：控制系统的时域分析
• 第四章：控制系统的根轨迹分析
• 第五章：控制系统的频域分析
• 第六章：控制系统的补偿
• 第七章：非线性系统
• 第八章：取样控制系统
• 附录

　　本书主要讲述古典控制理论。在介绍古典控制理论时，研究对象以线性连续系统、研究方法以频率特性法为重点。

　　为了适应对教材的要求，在编写本书时，尽量避免过多的数学推导，力求讲清基本概念，注意加强基本理论和方法的应用。

　　本书各章内容分工如下：

• 第一章对自动控制的有关名词定义等作了介绍，为讨论自动控制理论提供常识性的基础。
• 第二章讨论控制系统的数学模型，这是为了实现具体物理量的抽象化和为理论分析提供基础和工具。数学模型主要是微分方程和转移函数，还介绍了状态方程和信号流程图。
• 第三章到第五章分别用时域法、根轨迹法、频率特性法分析计算线性连续系统在结构参数已定条件下的稳定度、稳态性能和暂态性能。第三、五章还介绍了电子计算机的辅助设计。
• 第六章讨论线性连续系统根据提出的性能要求、利用频率法对系统进行校正的方法。
• 第七章是取样控制系统的基本概念和分析计算，主要是时域法。
• 第八章介绍非线性系统的基本知识和分析的初步方法。

　　本书在每一章的后面都编写了本章摘要和习题以供读者练习。

　　书末的附录包括三个部分。为了 计算时应用方便、附录一列出了拉氏变换的基本关系式和拉氏变换表。为了实验课的需要、附录二介绍了控制系统模拟的基本概念和方法。最后作为状态方程的补充，附录三介绍了状态方程的一些解法。书中打星号的章节为选读内容。

评分☆☆☆☆☆

這本書真的讓我對「自動控制」這領域有了全新的認識！身為一個半路出家的工程師，過去接觸到的自動控制概念都比較零散，這次有幸讀到這本《自動控制原理》，簡直像打通了任督二脈。書裡從最基礎的系統模型建立、時域分析、頻域分析，一路講到更進階的根軌跡、奈奎斯特圖、波德圖，每個章節都寫得相當扎實，但又不會讓人覺得枯燥乏味。作者舉的例子很多都貼近實際生活，像是空調的恆溫器、汽車的巡航定速，甚至是一些工業上的應用，都用非常清晰易懂的方式解釋了背後的原理。我尤其喜歡書中對於「穩定性」和「響應速度」的深入探討，這兩點對於設計一個好的控制系統來說至關重要。過去我常常為了系統的震盪或反應太慢而苦惱，讀完這本書，我才明白其中的關鍵點，也學會了如何透過調整控制器參數來優化系統性能。對於想在自動控制領域深耕的學生或是在職的工程師來說，這本書絕對是不可錯過的入門與進階的絕佳教材，它不僅僅是理論的堆砌，更是實踐的指南。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我對自動控制一直以來都抱持著一種既敬畏又有點畏難的情緒。畢竟數學公式和抽象的概念，總讓人覺得離現實生活有點距離。但《自動控制原理》這本書，卻讓我對這個領域有了顛覆性的認識。作者在編寫本書時，顯然非常注重讀者的學習曲線，從最基礎的概念切入，循序漸進地引導讀者進入更複雜的領域。我尤其喜歡書中對於「李雅普諾夫穩定性」的介紹，這個概念過去總讓我覺得遙不可及，但書中透過簡單的能量概念和圖示，將其闡釋得非常到位。我過去在實驗室進行一些控制實驗時，常常會遇到系統不穩定的情況，但卻不知道該如何從根本上解決。現在，我能透過書中所學的理論，去分析系統的不穩定根源，並找到更有效的解決方案。此外，書中還涵蓋了許多先進的控制技術，例如模糊控制和神經網路控制，這讓我對自動控制的未來發展有了更廣闊的視野。這本書不僅是知識的傳承，更是一場心靈的啟迪，讓我覺得自動控制不再是冰冷的學科，而是充滿智慧與創新的探索。

评分☆☆☆☆☆

作為一個在工業界打滾多年的技術人員，我一直覺得「自動控制」是個既神秘又迷人的領域。這次拿到《自動控制原理》這本書，簡直像挖到寶了！書裡對各種控制策略的講解，從最基本的開迴路和閉迴路控制，到更複雜的狀態空間方法，都寫得非常透徹。我特別欣賞書中對於「狀態迴路設計」的說明，這讓我在處理一些多變數、強耦合的系統時，有了更系統化的思路。過去我們常常只能依靠經驗法則來調整控制器，但有時候效果並不盡理想。現在，透過這本書，我更能理解為什麼一些看似簡單的調整，卻能對整個系統產生如此大的影響。書中也提到了數位控制的原理，這對於我們這些需要與數位化設備打交道的工程師來說，是非常及時且重要的資訊。它讓我能夠更好地理解現在流行的物聯網、工業4.0等技術背後的控制邏輯。這本書不僅是理論知識的補充，更是我工作上解決實際問題的寶貴參考。

评分☆☆☆☆☆

說真的，我原本以為《自動控制原理》會是一本非常學術、可能讀起來會有點吃力的書，但實際翻開後，我發現自己的擔憂完全是多餘的。這本書的文字表達非常流暢，作者在解釋一些比較抽象的概念時，會善用比喻和圖解，讓複雜的數學模型瞬間變得生動起來。舉例來說，在講解PID控制器時，作者用了「比例」就像是看著目標方向前進的眼睛，「積分」就像是回顧過去的路程修正方向，「微分」就像是預測前方路況隨時調整油門，這樣的說法真的讓我豁然開朗！我過去在實驗室操作一些儀器時，常常只是照著前輩的經驗設定參數，但卻不理解背後的原因。現在，透過這本書，我能夠更深入地理解為什麼某些參數的調整會產生什麼樣的效果，也更能夠自行判斷和解決遇到的問題。書中對於「MATLAB/Simulink」在自動控制模擬中的應用也有相當詳盡的介紹，這對於我們這些需要大量進行模擬驗證的工程師來說，是非常實用的。它不僅幫助我們理解理論，更提供了實際操作的工具，讓學習過程更加完整。

评分☆☆☆☆☆

我是一位正在準備研究所考試的學生，在備考過程中，接觸了不少自動控制相關的教科書，但《自動控制原理》無疑是其中最令我印象深刻的一本。它在概念的闡述上，力求精準且全面，從系統的時域響應特性，如超調量、上升時間、穩定時間，到頻域的穩健性分析，例如增益裕度和相位裕度，都做了詳盡的介紹。書中對於「根軌跡」法的講解，更是讓我對系統的穩定性與動態響應有了更深的理解。過去我常常會被那些彎彎曲曲的曲線搞得頭昏腦脹，但透過這本書的引導，我學會了如何一步步繪製根軌跡，並從中預測系統在不同參數下的行為。更重要的是，作者在講解過程中，始終強調理論與實際的聯繫，很多例子都是從實際工程應用中提煉出來的，這讓我能夠更清晰地看到這些抽象數學公式所代表的物理意義。對於準備考試的學生而言，這本書不僅提供了紮實的理論基礎，更培養了我們解決問題的能力，讓我在面對難題時，不再感到茫然。