自动控制系统习题详解8／E pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• 自动控制
• 控制系统
• 自动控制系统
• 习题详解
• 工程教育
• 高等教育
• 电子工程
• 电气工程
• 自动化
• 教材

　　研习理工的同学，都有一种认识，那就是：一本书的习题往往是该书的精华所在，借由习题的印证，才能对书中的原理原则则彻底的吸收与了解，有鑑于此，晓园出本社特地聘请了许多在本科上具有相当研究与成就的人士，精心出版了一系列的题解丛书，为各该科目的研习，作一番介绍与铺路的工作。

现代控制理论与工程应用 导言 控制理论是现代工程科学的核心基石之一，它深刻地影响着从微观的纳米机器人到宏观的航空航天系统等各个领域的发展。本书旨在为学习控制理论的学生和工程师提供一个全面、深入且实用的知识体系，重点关注经典控制理论向现代控制理论的过渡与融合，以及理论在实际工程问题中的应用。不同于侧重于基础习题解答的参考书，本书的重点在于构建理论框架、深化理解和培养解决复杂工程问题的能力。 第一部分：线性时不变系统的分析与建模 本部分将系统回顾和深化线性时不变（LTI）系统的基本概念和分析工具。我们首先从系统的时域分析入手，详细探讨微分方程的求解方法，特别是使用拉普拉斯变换进行系统框图分析的优势。 传递函数与状态空间表示的桥梁： 我们将深入分析传递函数表示法与状态空间表示法之间的相互转换关系。强调状态空间方法在处理多输入多输出（MIMO）系统和系统内部动态分析上的优越性。详细介绍如何从物理系统（如电路、机械系统）建立标准的规范型（如约当标准型、可控规范型、可观测规范型）状态空间模型。 系统性能指标与时间响应分析： 除了经典的单位阶跃响应分析（如超调量、调整时间），本书将引入更精细的指标，如误差带宽、相位裕度（PM）和增益裕度（GM）在频域中的物理意义，并将其与时域性能联系起来。 稳定性理论的深化： Routh-Hurwitz 判据、根轨迹分析是基础，本书将着重讲解李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性理论在线性系统中的应用，理解其作为非线性系统稳定性分析基石的重要性。 第二部分：经典控制理论的频域设计方法 经典控制理论，以其直观性和强大的图形化分析工具，在单输入单输出（SISO）系统的设计中依然占有不可替代的地位。 频率响应分析的深度挖掘： 奈奎斯特（Nyquist）图和波德（Bode）图是核心。我们将详细解析如何利用这些图来预测系统的稳定裕度和瞬态响应特性。重点讨论低频段和高频段对系统行为的影响，例如积分环节（低频段的无差拍特性）和微分环节（高频段的抑制噪声特性）。 补偿器的设计与实现： 本章聚焦于如何根据性能指标要求，设计出合适的串联或反馈补偿器（PID、超前/滞后补偿器）。我们将提供一套系统化的设计流程，例如利用波德图对相位裕度和增益进行精确修正，并讨论如何将理论设计转换为实际电路或数字滤波器的参数。 根轨迹法的高级应用： 除了确定开环极点和零点对闭环根轨迹的影响，还将探讨如何利用根轨迹法来确定补偿器的增益范围，以满足特定的阻尼比或自然频率要求。 第三部分：现代控制理论——状态空间方法 现代控制理论以状态空间方法为核心，为处理复杂的、多变量的系统提供了统一的数学框架。 可控性与可观测性分析： 详细阐述可控性和可观测性的数学定义及其物理意义。重点讲解如何使用卡尔曼行列式来判断系统的可控/可观测性，并讨论如何通过状态变换（相似变换）来分解系统，隔离不可控或不可观测的子系统。 状态反馈与极点配置： 这一章节是现代控制设计的核心。我们将深入讲解使用 Ackermann 公式进行极点配置的步骤和限制。更重要的是，分析极点配置对系统内部状态的影响，并探讨如何选择合适的目标极点以确保闭环系统的性能和鲁棒性。 状态观测器设计： 由于系统状态通常无法直接测量，设计状态观测器至关重要。本书将详细介绍 Luenberger 观测器的设计原理，包括如何利用可观测性条件来配置观测器极点（通常与控制器极点对齐以保证闭环性能）。同时，也将引入卡尔曼滤波器的基本概念，作为最优状态估计的理论基础。 第四部分：鲁棒性与最优控制基础 面向实际工程，系统必须具备一定的鲁棒性以应对模型不确定性和外部扰动。 鲁棒性初步： 在现代控制框架下，介绍鲁棒性的基本概念，如界限误差对系统性能的影响。简要介绍 $ ext{H}_infty$ 控制的基本思想，即最小化在所有可能扰动下的最坏情况性能。 最优控制概述： 本章作为选修的高级内容，将引入变分法和庞特里亚金最小化原理的初步概念。重点介绍线性二次型调节器（LQR）的设计过程，解释如何通过调整权重矩阵 $Q$ 和 $R$ 来平衡状态误差的抑制与控制输入的能量消耗。 本书特色 本书的结构设计旨在实现理论深度与工程实践的紧密结合。它不侧重于重复罗列大量例题的解法步骤，而是致力于解析每个理论背后的物理含义和数学推导逻辑。每一章节都包含“工程启示录”部分，讨论特定理论在航空姿态控制、过程工业调节或机器人运动规划中的具体应用和设计权衡。读者通过本书的学习，将能够独立地对复杂系统进行建模、分析，并设计出性能可靠、满足鲁棒性要求的先进控制方案。本书假定读者已具备微积分、线性代数和基础电路/机械原理的知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示是我非常看重的一点。很多技术书籍都喜欢堆砌大量的公式和文字，看得人头昏脑胀，而这本书在这方面做得非常好。它使用了大量的图表、流程图和示意图来辅助解释概念，而且这些图表绘制得清晰、美观，一点也不含糊。我发现，很多时候，一张好的图表比长篇大论的文字更能直观地说明问题，也更容易被理解和记忆。而且，书中公式的推导过程也标注得非常清楚，每一步都有详细的解释，不会让人觉得突兀。这种图文并茂的呈现方式，极大地降低了阅读难度，也提升了学习的趣味性。我真的觉得，在这一点上，这本书做得比我之前看过的其他同类书籍都要出色，让我感觉学习的过程更加轻松愉快，也更有成效。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我拿到这本书的时候，第一眼就被它的内容厚度给震撼到了，感觉像一本“砖头书”，里面一定装满了干货。打开目录一看，果然涵盖了自动控制领域的方方面面，从基础的概念到复杂的系统分析，几乎面面俱到。我尤其对里面的案例分析部分很感兴趣，希望能通过这些实际的例子，加深对理论知识的理解。听老师说，这本书的作者在业界很有名望，所以对它的内容质量我还是非常有信心的。我希望通过这本书的学习，能够系统地梳理我之前零散的知识点，并且能够掌握一些解决实际问题的能力。毕竟，理论学得再好，最终还是要落实到实践中去。我对书中会不会有一些工程上的“小技巧”或者“经验之谈”也充满了期待，这些往往是在课本上很难学到的宝贵财富。总的来说，我对这本书的内容深度和广度都抱有很高的期望。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格真的很有特色，不像很多教科书那样枯燥乏味，而是带有一点亲切感，读起来就像在听一个经验丰富的老师在娓娓道来。作者的叙述逻辑非常清晰，层层递进，即使是一些比较复杂的概念，也能被解释得通俗易懂。我尤其喜欢它在解释一些核心原理时，会用很多生动的比喻，让我这个非专业出身的人也能大致理解其精髓。而且，书中的例子都非常贴近实际工程应用，而不是那种脱离现实的理论模型，这让我在学习过程中能够更好地将理论与实践联系起来。有时候，读着读着，我甚至会因为作者的某个观点而产生“原来如此”的顿悟感，这种学习的乐趣是其他很多书都无法给予的。这种“软性”的教学方式，让学习过程变得不再那么痛苦，反而是一种享受。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量真的不错，纸张厚实，摸起来很有质感，翻页的时候也不会有那种薄纸特有的沙沙声，让我阅读起来心情特别好。封面设计也挺有意思的，那种简洁又不失专业的感觉，一看就知道是讲硬核技术类的书。而且排版非常舒服，字号大小适中，行距也刚刚好，长时间看眼睛也不会觉得疲劳。打开书本的时候，那种油墨的清香也让我觉得很安心，不像有些书味道特别大，闻了让人头晕。装订也很牢固，不像那种容易散架的书，可以放心地在书桌上随手翻阅，也不会担心书页掉落。我喜欢这种细节上的用心，感觉作者和出版社都很认真在对待这本书，把它当成一件艺术品来打造。拿到手的时候，我真的有点爱不释手，迫不及待地想开始我的学习之旅了。这种良好的第一印象，无疑为后续的学习打下了坚实的基础，让人觉得这绝对是一笔值得的投资。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节安排非常合理，循序渐进，从最基础的概念讲起，然后逐步深入到更复杂的理论和应用。这对于像我这样初次接触自动控制领域的读者来说，简直是福音。我不用担心一下子就被海量的信息淹没，而是可以按照自己的节奏，一步一步地掌握知识。每一章的结尾都会有小结，帮助我巩固所学内容，而且章节之间的过渡也很自然，让我能够顺畅地衔接下一个知识点。这种精心设计的学习路径，极大地提高了我的学习效率，让我感觉自己确实是在稳步前进，而不是原地踏步。我特别欣赏这种“结构化”的学习方式，它让整个学习过程变得有条理，有方向，充满了掌控感，而不是那种盲目的摸索。