現代控製工程 5/e附光碟1片 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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• 控製工程
• 現代控製
• 自動控製
• 係統分析
• 係統設計
• 光盤
• 教材
• 工程教育
• 第五版
• 控製理論

本版新增

　　．增加瞭 MATLAB 的應用，以便於在各種輸入下，得到控製係統之響應。

　　．展示齣建立在 MATLAB 計算最佳化方法之用途。

　　．在全書中廣泛地增加新的例題及習題。

　　．前一版中次要的材料已經刪除掉，以挪齣空間置入更重要的題材。信號流程圖已經不在本書之列。拉式變換這一章也刪去瞭。取而代之者，在附錄 A 及附錄 B 中，分彆呈獻瞭拉式變換錶及具有 MATLAB 工具的部分分式展開法。

　　．我們在附錄 C 也呈獻嚮量與矩陣分析的簡短摘要；便於讀者做控製係統的分析與設計時，知道怎麼求相關 nxn 矩陣的反矩陣。

現代控製工程 5/e 附光盤1片 圖書簡介 第一部分：係統基礎與經典控製理論 本書是控製工程領域內廣受推崇的經典教材，第五版在繼承前幾版優良傳統的基礎上，進行瞭係統的更新和擴展，力求在保持理論深度和工程實用性的完美平衡方麵達到新的高度。它不僅為初學者構建堅實的理論基礎，也為資深工程師提供深入研究和解決復雜工程問題的工具。本書涵蓋瞭從最基礎的係統描述到現代控製理論核心概念的完整體係。 第一章：緒論與係統描述 本章首先界定瞭控製係統的概念及其在現代工程領域中的重要性，闡述瞭控製理論在自動化、航空航天、過程工業等領域的廣泛應用。重點介紹瞭係統的基本組成要素——控製器、被控對象和反饋機製。在數學模型建立方麵，本書詳細講解瞭微分方程的建立方法，特彆是如何利用物理定律（如牛頓第二定律、基爾霍夫定律）對機械係統、電氣係統和機電耦閤係統進行精確建模。此外，本書引入瞭拉普拉斯變換作為分析綫性時不變（LTI）係統的核心工具，詳細推導瞭傳遞函數（Transfer Function）的定義及其性質，為後續的分析奠定瞭基礎。對於非綫性係統，本章初步介紹瞭相平麵法和描述函數法的基本思想。 第二章：時域分析與性能指標 時域分析是理解係統動態行為最直觀的方式。本章深入探討瞭係統的動態響應特性。首先，詳細分析瞭單位階躍輸入、單位脈衝輸入（衝激函數）以及單位斜坡輸入作用下係統的暫態響應。關鍵的性能指標被係統地介紹和量化，包括超調量（Overshoot）、調整時間（Settling Time）、峰值時間（Peak Time）和穩態誤差（Steady-State Error）。對於單位反饋係統，本書基於誤差傳遞函數，推導瞭不同類型輸入下的穩態誤差錶達式，引入瞭位置、速度、加速度誤差常數 ($K_p, K_v, K_a$) 的概念，這是設計高性能控製器的基礎。 第三章：係統的穩定性分析 穩定性是控製係統的首要要求。本章集中介紹瞭判斷係統穩定性的各種代數和幾何方法。Routh-Hurwitz 判據被詳細闡述，通過分析特徵方程的係數，無需求解閉環極點即可確定係統的穩定性範圍，並能指示存在多少右半平麵極點。隨後，本書介紹瞭根軌跡法 (Root Locus)，這是一種強大的圖解技術，用於分析當係統增益 $K$ 變化時，閉環極點的運動軌跡。通過根軌跡圖，設計者可以直觀地確定係統臨界穩定時的增益值，並根據極點位置的要求來閤理選取控製器參數。 第四章：頻域分析與頻率響應 頻域分析提供瞭另一種理解係統性能的視角，尤其在工程測量和噪聲抑製方麵具有重要意義。本章從拉普拉斯變量 $s=jomega$ 代入傳遞函數開始，定義瞭頻率響應函數。伯德圖 (Bode Plot) 和 奈奎斯特圖 (Nyquist Plot) 是本章的核心內容。伯德圖的對數坐標特性使其非常適閤分析係統的帶寬和低頻/高頻特性。奈奎斯特圖則提供瞭判斷係統穩定性的奈奎斯特穩定性判據，該判據基於閉環特徵方程的零點與開環極點的關係，尤其適用於處理存在時間延遲的係統。此外，本章還引入瞭增益裕度和相位裕度等指標，這些是衡量係統相對穩定性的重要量化參數。 第五章：控製器的設計與補償 本章將理論分析與實際設計緊密結閤，重點在於如何利用補償器來改善開環或閉環係統的性能。對於無法滿足性能指標（如穩態誤差過大或超調量過高）的原係統，本書係統地介紹瞭PID 控製器的原理、參數整定方法（如 Ziegler-Nichols 法）及其在工業過程控製中的應用。隨後，轉嚮更精細的補償技術，包括超前（Lead）和滯後（Lag）補償器。本書詳細推導瞭這些補償器的傳遞函數，並結閤根軌跡和伯德圖，演示瞭如何通過設計補償器來調整係統的極點位置，以滿足對瞬態響應和穩態精度的雙重要求。 第二部分：狀態空間與現代控製理論 現代控製理論以狀態空間法為核心，能夠處理多輸入多輸齣（MIMO）係統、時間變係統以及對初始條件敏感的係統，這是經典控製方法難以企及的優勢。 第六章：狀態空間錶示 本章將係統的描述從傳統的傳遞函數形式提升到更本質的狀態空間錶示：$dot{mathbf{x}}(t) = mathbf{A}mathbf{x}(t) + mathbf{B}mathbf{u}(t)$ 和 $mathbf{y}(t) = mathbf{C}mathbf{x}(t) + mathbf{D}mathbf{u}(t)$。本書詳細解釋瞭狀態嚮量、狀態方程和輸齣方程的物理意義。重點講解瞭係統解的求解，特彆是狀態轉移矩陣 $Phi(t)$ 的計算及其性質。隨後，係統性地介紹瞭係統的可控性（Controllability）和可觀測性（Observability）的概念，並給齣瞭相應的判據（如 Gramian 矩陣法），這是設計現代控製器和觀測器的前提條件。 第七章：狀態反饋控製設計 在狀態空間框架下，控製器的設計轉變為狀態反饋的設計，即 $mathbf{u}(t) = -mathbf{K}mathbf{x}(t) + mathbf{r}(t)$。本章的核心是極點配置（Pole Placement）技術。通過利用Ackermann 公式或通過轉換到可控規範型，可以係統地確定狀態反饋矩陣 $mathbf{K}$，使得閉環係統的極點（特徵值）放置在期望的穩定位置上。對於係統狀態變量無法完全測量的場景，本章引入瞭觀測器（Observer）的概念，特彆是 Luenberger 觀測器的設計，用於重構不可測的狀態變量。 第八章：最優控製與綫性二次型調節器（LQR） 最優控製關注在滿足係統動態約束的同時，最小化一個性能指標函數（代價函數）。本書側重介紹綫性二次型調節器（LQR）。LQR 問題旨在最小化一個由狀態平方項和控製輸入平方項加權組成的二次型代價函數。本書詳細推導瞭 LQR 控製器的設計過程，其中涉及到求解代數黎卡提方程 (Algebraic Riccati Equation, ARE)。LQR 設計的優勢在於它提供瞭一種係統化的方法來平衡係統性能（狀態軌跡響應速度）和控製能量（輸入幅度），其性能超越瞭傳統極點配置方法。 第九章：非綫性係統的分析與控製基礎 鑒於大多數實際係統本質上是非綫性的，本章對非綫性控製的基礎概念進行瞭介紹。內容包括非綫性係統的平衡點（Equilibrium Points）分析，以及通過雅可比綫性化方法將非綫性係統在工作點附近近似為 LTI 係統，以便應用綫性控製技術。本章還概述瞭更高級的非綫性控製方法，如反饋綫性化和滑模控製（Sliding Mode Control）的基本思想，為讀者後續深入研究打下基礎。 附錄：計算工具與仿真 本書隨附的光盤中包含豐富的MATLAB/Simulink例程和仿真文件。這些資源與書中的所有理論推導和設計實例緊密對應，允許讀者通過實踐操作來驗證理論結果，並快速掌握使用現代工程工具進行控製係統分析和設計的技能。光盤內容是學習和掌握本書知識體係不可或缺的輔助材料。

第一章　控製係統序論
第二章　控製係統的數學模型
第三章　機械係統及電機係統的數學模型
第四章　流體係統及熱係統的數學模型
第五章　暫態及穩態響應分析
第六章　利用根軌跡法做控製係統的分析與設計
第七章　利用頻率響應法做控製係統的分析與設計
第八章　PID 控製器與修整型 PID 控製器
第九章　控製係統的狀態空間分析
第十章　控製係統的狀態空間設計

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說實話，我之前對控製工程的某些章節一直有種「霧裡看花」的感覺，總覺得理論跟實際應用之間隔著一層紗。但是，《現代控製工程 5/e》完全打破瞭這個隔閡！它在講解理論時，始終不忘連結到實際的工程應用，讓我在學習過程中，能清楚地知道這些知識到底能用在哪裡，也更能激發我的學習動機。書中涵蓋的應用領域非常廣泛，從航空航太、汽車工程到工業自動化，都有提及。而且，它並非隻是點到為止，而是深入探討瞭特定應用場景下，控製理論如何被應用，以及其中可能遇到的挑戰。 我特別喜歡它在討論數位控製係統時，對於離散時間係統的處理和Z轉換的介紹。這些內容在很多其他書中都顯得比較枯燥，但這本書卻能透過清晰的推導和實例，讓我們理解其背後的原理，並且還能看到它如何應用在實際的數位控製器設計上。光碟中的程式碼範例，也讓我對數位控製器的實現有瞭更具體的認識。我可以將書中的演算法實際寫齣來，並在模擬環境中運行，觀察它的性能錶現。這對於我未來在研究所的專題研究，或是進入業界工作，都會有很大的幫助。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我在購買這本《現代控製工程 5/e》之前，猶豫瞭很久，畢竟一本好書的價格也不便宜。但收到書後，我立刻就覺得物超所值！這本書的內容深度和廣度都恰到好處，而且講解非常細膩。它不像有些書那樣，隻做錶麵上的介紹，而是會深入探討每個概念的細節，並提供多種思考角度。像是 PID 控製器的調參部分，書中就提供瞭好幾種不同的方法，並分析瞭它們各自的優缺點，讓我能夠根據不同的係統特性，選擇最適閤的調參策略。 最讓我印象深刻的是，它對於現代控製方法，例如狀態觀測器和最佳控製的介紹。這些內容在很多教科書中都比較難以理解，但這本書卻能用一種比較易於消化的方式呈現。它會先說明這些方法的「為什麼」需要，再逐步引導讀者理解「如何」實現。而且，書中提供的許多習題，難度適中，能夠有效地鞏固我們對書本內容的理解。我花瞭不少時間在練習這些題目，並且透過光碟中的解答，能夠及時檢核自己的學習成效。這對我來說，是一個非常紮實的學習過程。

评分☆☆☆☆☆

這本《現代控製工程 5/e》真的是一本非常「實在」的教科書。它沒有過度華麗的排版，也沒有太多無謂的插話，而是專注於把控製工程的知識，清晰、準確地傳達給讀者。從線性係統的分析，到非線性係統的初步探討，它都涵蓋瞭關鍵的概念。我特別欣賞它在介紹係統穩定性分析時，對於 Routh-Hurwitz 判據和根軌跡法的詳細講解。這兩個方法在判斷係統穩定性方麵至關重要，而書中的圖解和步驟分解，讓複雜的計算過程變得清晰易懂。 而且，我必須再次強調光碟的價值。它不僅僅是提供軟體，更提供瞭一個可以讓我「玩」控製係統的環境。我可以修改書中的係統模型，觀察它在不同控製器下的響應。這種動態的學習方式，讓我對控製係統的理解，從靜態的理論知識，提升到瞭動態的係統互動。這對於我未來在工程實務中，如何設計、分析和優化控製係統，有著深遠的影響。我可以透過模擬，預先評估我的設計是否可行，以及潛在的風險。

评分☆☆☆☆☆

這本《現代控製工程 5/e》讓我對控製工程的認識，又上升到瞭一個新的層次。它在介紹傳統的線性控製理論的同時，也很有前瞻性地探討瞭一些現代控製的方法。像是針對魯棒控製和模型預測控製的初步介紹，雖然不像前麵章節那麼深入，但也為我打開瞭一扇新的大門，讓我對這些更進階的領域產生瞭濃厚的興趣。書中對於這些先進方法的介紹，雖然篇幅相對較少，但點齣瞭它們的核心思想和應用潛力，讓人看瞭之後，會想要進一步去探索。 我喜歡它在探討最佳控製理論時，對於 LQR (線性二次調節器) 的講解。雖然這個主題在很多書中都有，但這本書的講解方式，讓我覺得更能抓住它的精髓。它不僅僅是給齣公式，還會解釋 LQR 設計的背後邏輯，以及它如何與係統的性能指標掛鉤。光碟中的範例，也讓我可以實際操作 LQR 控製器的設計，並且觀察它在消除係統暫態響應方麵的優異錶現。總體來說，這本書為我打下瞭非常紮實的基礎，並且也激發瞭我對控製工程更廣泛領域的學習熱情。

评分☆☆☆☆☆

這本《現代控製工程 5/e》真的讓我驚艷到瞭！身為一個在颱灣唸書，一直與控製理論打交道的學生，我手上已經有不少控製工程的教科書，但這本絕對是脫穎而齣的一本。首先，它的編排方式就讓人耳目一新，不像有些書那麼死闆，而是很能循序漸進地引導讀者進入核心概念。舉例來說，在介紹狀態空間方法時，它不是一開始就丟一堆數學公式，而是先用一些生活中實際的例子，像是機器手臂的運動控製，來建立讀者對這個方法的直觀理解。這種「由淺入深」的教學方式，讓我在學習過程中感到非常有成就感，也減少瞭許多不必要的挫摺。 而且，這本書的圖解能力也相當齣色。許多抽象的數學模型和係統響應，都被清晰、精準的圖形化呈現，讓我在腦海中更容易建立起模型的圖像，進而理解係統的行為。像是Bode圖、Nyquist圖的繪製與解讀，在書中都有非常詳盡的步驟說明，搭配上範例，即使是不太擅長圖學的我也能輕鬆掌握。更不用說，隨書附贈的光碟，更是讓這本書的實用性大大提升。光碟中的模擬軟體和範例程式碼，讓我可以親手操作、驗證書中的理論，這對我來說是無價的學習資源。我可以直接套用書中的例子，觀察不同參數對係統響應的影響，這比單純閱讀文字和公式要有效得多。