自动控制系统 10/e pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书特色
 　　
　　本版增加了一些范例，也加入更多的 MATLAB 工具盒，并且改进了MATLAB GUI 软体和 ACSYS，以便与 LEGO MINDSTORMS 介接。我们也为学生以及授课教师加入更多计算机辅助工具。新版的修订历时五年之久，经过许多教授的审阅，将新的观念做更好的微调。在这个版本中，第一章到第三章编排成包含所有的背景教材，而第四章到第十一章则包含与控制主题直接相关的素材。
 

动态系统与现代控制理论：原理、分析与设计 聚焦于理论基础的深度挖掘与前沿应用的系统性指南 本书旨在为读者提供一个全面、深入且具有高度实践指导意义的动态系统建模、分析与控制理论框架。它并非一本关于特定“自动控制系统”的教科书，而是致力于构建读者理解复杂工程系统行为和设计高级控制策略的坚实理论基石。全书结构清晰，逻辑严密，从最基本的数学工具铺陈开来，逐步深入到现代控制理论的核心议题，并探讨了当代工程领域中的关键挑战。 第一部分：连续与离散动态系统的数学基础 本部分是理解所有控制系统的出发点。我们首先回顾和深化了线性代数、常微分方程（ODE）和偏微分方程（PDE）在系统描述中的应用。重点在于状态空间表示法的建立，这是一种对多输入多输出（MIMO）系统的统一描述语言。 系统描述与建模： 详细阐述了物理系统（如机械、电路、热系统）如何被抽象为规范的线性常系数微分方程组，并转化为标准的$dot{mathbf{x}} = mathbf{Ax} + mathbf{Bu}$形式。对于非线性系统，则引入了泰勒级数展开与局部线性化的方法，为后续分析奠定基础。 拉普拉斯变换与Z变换： 深入讲解了这两大变换工具在时域到频域转换中的核心作用，特别是在求解微分方程和分析系统的传递函数模型（Transfer Function）方面的威力。对于离散系统，Z变换的收敛域和逆变换的求解技巧被细致剖析。 系统响应分析： 通过特征值分析，彻底揭示了系统的固有特性——稳定性、暂态响应速度和振荡特性。零输入响应、零状态响应的概念被清晰界定，并结合了卷积积分，展示了输入信号如何通过系统动态性产生输出。 第二部分：线性定常（LTI）系统的时域与频域分析 在掌握了状态空间和传递函数两种基本描述后，本部分的核心是评估一个既定系统的性能和固有特性。 时域分析与可控性/可观测性： 这是现代控制理论的基石。详细推导了卡尔曼（Kalman）可控性与可观测性判据，并解释了这些判据在系统结构设计和控制器/观测器设计中的决定性作用。我们强调，一个系统若不具备可控性，则无法通过输入完全驱动其状态变化；若不具备可观测性，则无法仅凭输出信息完全推断系统内部状态。 稳定性理论： 严格区分了李雅普诺夫（Lyapunov）意义下的稳定性、渐近稳定性和指数稳定性。对于LTI系统，稳定性判据（如Routh-Hurwitz准则、输入-输出稳定性）被系统化地呈现。 频域分析与波德图/奈奎斯特图： 深入探讨了频率响应函数（Frequency Response Function）如何揭示系统对不同频率激励的敏感度。波德图（Bode Plot）的绘制技巧、增益裕度和相位裕度的计算及其与系统的鲁棒性（Robustness）之间的内在联系被详细阐述，这是衡量控制器性能稳定性的关键指标。 第三部分：状态反馈与观测器设计 本部分是控制工程的核心实践领域，关注如何通过设计有效的反馈机制来改变或优化系统行为。 极点配置（Pole Placement）： 阐述了如何利用全状态反馈（State Feedback）将系统的闭环极点（即特征值）放置到S平面上期望的位置，从而精确设计所需的暂态响应特性。讨论了Ackermann公式等实用化的设计方法。 线性二次型调节器（LQR）： 引入了基于能量优化和性能指标的现代控制设计范式。LQR不仅仅是极点配置，它还涉及到如何通过最小化一个二次型性能指标函数（包含状态误差和控制输入的加权）来获得最优反馈增益，从而在性能与控制努力之间取得最佳平衡。 状态观测器设计： 鉴于实际工程中状态信息往往无法直接测量，本章重点讨论如何利用已知的输入和输出信息，结合系统模型，设计卡尔曼-昂塞（Kalman-Observed）观测器来精确估计内部状态。观测器的动态特性与主系统的动态特性相互独立，但必须保证其收敛速度和稳定性。 第四部分：非线性系统与先进控制主题简介 本部分拓宽了视野，介绍了超越线性时不变系统范畴的控制挑战和前沿技术。 非线性系统分析基础： 探讨了相平面法在二阶系统分析中的应用，以及李雅普诺夫稳定性理论在非线性系统中的严格应用，包括直接法和间接法。 鲁棒控制导论： 针对模型不确定性和外部扰动，介绍了$mathcal{H}_{infty}$ 控制的基本思想。它将控制问题转化为一个在最坏情况下性能最优的控制问题，确保系统在模型误差范围内仍能保持足够的性能和稳定性。 先进控制方法概述： 简要介绍了滑模控制（Sliding Mode Control）的本质——利用高频切换来抵御不确定性，以及自适应控制的基本概念，即控制器参数能够根据系统动态的变化而自动调整的策略。 本书特色： 本书强调理论的严谨性与工程实现的可行性相结合。每一个理论概念都伴随着清晰的数学推导，并辅以大量的工程实例分析（不涉及特定软件操作细节，但强调原理的应用场景）。读者通过学习，将能够独立地对复杂的动态系统进行建模、分析其内在限制，并设计出满足特定性能和鲁棒性要求的先进反馈控制器。它是一本为系统工程师、高级本科生及研究生准备的，专注于控制科学与工程原理的深度参考书。

评分☆☆☆☆☆

我是一位對新技術抱有高度熱情的科技愛好者，特別是那些能夠改變我們生活方式的創新。自動控制系統，聽起來就充滿了科技感，它讓許多原本需要人工操作的複雜任務，變得更加智能化和高效。我最近對智慧製造和工業4.0非常感興趣，我知道這其中離不開精密的自動控制技術。這本《自動控制系統 10/e》的書名，讓我感覺它是一本非常權威且全面的教材。我期待它能夠深入淺出地介紹自動控制的基本原理，例如如何設計一個穩定可靠的回授系統，如何分析和預測系統的行為，以及如何優化控制器的參數以達到最佳性能。同時，我也希望這本書能夠涵蓋一些前沿的應用，例如如何利用感測器和執行器構建一個智慧化的自動化單元，或者如何將機器學習的技術應用於提升控制系統的適應性和決策能力。總之，我希望這本書能幫助我理解自動控制的奧秘，並啟發我對未來科技發展的更多想像。

评分☆☆☆☆☆

身為一個在科技業打滾多年的工程師，自動控制系統絕對是我工作中的一部分。雖然我平常主要接觸的是更上層的軟體應用，但底層的自動控制原理，像是伺服系統的穩定性、回授機制的設計，還有如何優化系統的響應速度和精準度，這些都是我偶爾會回頭去翻閱或需要理解的關鍵。這本《自動控制系統 10/e》的出現，對我來說，就像是一個及時雨。現今的技術發展一日千里，自動控制的應用也越來越廣泛，從智慧家庭的溫控器，到工業生產線的精確定位，再到汽車的ADAS系統，無處不在。所以我非常好奇，這第十版的內容，有沒有針對這些新興的應用領域做更深入的探討，或者提供了更貼近實務的案例分析。尤其是在演算法的優化、數位控制的發展，以及與AI技術的結合方面，我特別感興趣。希望這本書能讓我這個「實務派」的工程師，也能從理論層面獲得一些新的啟發，幫助我在解決實際問題時，有更全面、更深入的思考。

评分☆☆☆☆☆

哈哈，終於等到這本《自動控制系統 10/e》上市啦！身為一個在大學裡被這門課「折磨」了不知道多少年的學生，看到這熟悉的書名，心情真是五味雜陳。我還記得大學時期，第一次接觸到自動控制的那些日子，腦袋裡全是PID、拉氏轉換、 Bode圖，還有各種看不懂的電路圖和數學公式。那時候，這門課簡直就是我的惡夢，每次考試都讓人心驚膽顫。不過，話說回來，當你真正理解了自動控制的原理，並且看到那些看似複雜的系統能夠被精準地控制時，那種成就感又是無與倫比的。這本書，10個版本了，肯定累積了很多經驗和智慧，也一定有不斷更新的內容，讓讀者更容易理解。我猜想，這次的版本應該會更加貼近現今工業界的應用，像是機器人、無人機、智慧製造等等，這些都是需要紮實的自動控制理論基礎的。我非常期待能翻開它，看看作者這次又帶來了哪些新的洞見，或者有哪些更清晰的講解方式，能夠讓我這個「老」學生也能重新燃起對這門學科的熱情，甚至能幫我回想起當年那些卡關的地方，重新打通任督二脈。

评分☆☆☆☆☆

我是一位對科學充滿好奇心的學生，特別是對那些能夠解釋我們周遭世界運作原理的學科。自動控制系統，聽起來就很有意思，好像能揭開很多東西「為什麼會動」、「如何動得這麼好」的秘密。我常常觀察到很多自動化的設備，像是電梯如何平穩地上下，洗衣機如何精準地完成洗滌程序，甚至我們的手機螢幕，如何隨著我們的手指移動而做出反應。這些背後一定都有一套嚴謹的科學原理在支撐。這本《自動控制系統 10/e》的書名，讓我覺得它應該能提供一個系統性的學習路徑，從基礎的概念開始，逐步深入到複雜的理論和應用。我希望它能夠用比較容易理解的方式來解釋那些抽象的數學和物理概念，讓像我這樣初學者也能跟得上。我很期待書中能夠有圖文並茂的講解，能夠幫助我視覺化那些複雜的系統，並且能夠透過一些實際的例子，讓我更清楚地看到自動控制在日常生活中的應用，從而激發我對這個領域的學習興趣。

评分☆☆☆☆☆

身為一位曾經在機械工程領域學習的畢業生，對於自動控制系統的理論，總是有著一股既熟悉又陌生的情感。還記得當年為了應付工程數學和控制理論的考試，常常熬夜唸書，那些微分方程、傳遞函數、狀態空間，都像是一團團的迷霧。然而，當你真正開始設計一個系統，並且看到你的設計成果能夠穩定運行時，那種感動是難以言喻的。這本《自動控制系統 10/e》的出現，讓我想起了當年學習的點點滴滴，也讓我對現今自動控制技術的發展感到好奇。我猜測，這第十版的內容，肯定在傳統的控制理論基礎上，加入了更多關於現代控制技術的內容，例如神經網路在控制中的應用，或者更進階的預測控制、模糊控制等等。我特別想知道，書中對於工業自動化、智慧交通、航空航天等領域的最新發展，有沒有一些深入的探討和案例分析，能夠讓我這個「老」學生，重新感受到這個學科的活力和前沿性。