自动控制(第七版)(附部分内容光碟) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书内容包括控制系统简介、数学基础、物理模型、数学模式推导、稳定度分析、时域分析、频域分析、动态行为分析、控制系统的设计与补偿等。本书适合大学、科大电机、机械系「自动控制」课程使用。

本书特色

　　1.本书内容包括控制系统简介、数学基础、物理模型、数学模式推导、稳定度分析、时域分析、频域分析、动态行为分析、控制系统的设计与补偿等。
　　2.书籍内容以条列方式编排，清晰明确，易使读者阅读及掌握重点。
　　3.本书由浅入深，循序渐进讲解控制之相关原理，辅以实例说明，并借由具有代表性之例题作验证。
　　4.本书适合初学者观念之建立，可供大学、科大、电机、机械系「自动控制」课程使用。
 

经典教材，系统阐释现代控制理论的基石 书名：现代控制工程导论 作者： [此处填写作者姓名，例如：张伟，李明] 出版社： [此处填写出版社名称，例如：机械工业出版社] ISBN： [此处填写ISBN号] 页数： 约650页 定价： [此处填写定价] --- 内容简介 《现代控制工程导论》是一本旨在为读者构建坚实控制系统理论基础，并系统介绍现代控制工程设计方法的权威性教材。本书紧密结合工程实际需求，将深厚的数学理论与实用的工程应用有机融合，旨在培养具备独立分析和解决复杂控制系统问题的工程技术人才。 本书的编写严格遵循循序渐进的逻辑结构，内容涵盖了从经典的反馈控制理论到前沿的现代控制方法，并特别侧重于系统动态行为的数学建模、系统性能分析以及控制器设计与优化。 第一部分：控制系统的基础与建模（基石篇） 本部分致力于为读者打下坚实的数学和物理基础，这是理解后续所有高级控制理论的前提。 第一章：控制系统的基本概念与发展 本章首先界定了控制系统的本质，阐述了反馈控制的必要性和优越性。深入剖析了从早期的经典控制到现代控制的演进历程，强调了时域分析和频域分析在工程中的互补作用。讨论了控制系统在不同领域的典型应用场景，激发读者的工程兴趣。 第二章：控制系统的数学描述——传递函数与方块图 详细介绍了线性时不变（LTI）系统的基本数学模型——传递函数。通过拉普拉斯变换这一核心数学工具，系统地推导了单输入单输出（SISO）系统的传递函数表示法。本章重点讲解了方块图代数，教授如何通过简化复杂的反馈结构来获得系统的整体传递函数，这是后续系统分析的必备技能。 第三章：状态空间表示法 作为现代控制理论的核心，本章全面引入了状态空间模型。详细解释了状态变量的选择、状态方程的建立过程，并演示了如何将传递函数模型转化为标准（controllable/observable）状态空间形式。深入探讨了状态空间模型在多输入多输出（MIMO）系统分析中的优越性，为更高阶的系统理论分析奠定基础。 第四章：系统的时域响应分析 本章将理论模型与实际性能指标紧密结合。详细分析了标准单位反馈系统的阶跃响应特性，如超调量、调整时间、稳态误差等一阶和二阶系统的关键参数。通过对系统极点位置的分析，直观地揭示了系统动态性能与数学模型参数之间的内在联系。同时，本章也涵盖了更复杂的实际系统（如存在零点的系统）的时域响应分析方法。 第二部分：系统分析与可控性/可观测性（洞察篇） 在掌握了系统模型和基本响应后，本部分聚焦于系统固有的“潜力”——我们是否能完全控制它，以及我们是否能完全了解它的内部状态。 第五章：线性系统的基本性质 本章深入探讨了系统的线性度、因果性以及稳定性。重点是李雅普诺夫稳定性判据的引入，提供了判断系统稳定性的强大工具。此外，本章也简要介绍了系统的时不变性（LTI）和时变性（LTV）的区分及其对分析方法的影响。 第六章：系统的可控性与可观测性 这是现代控制理论的标志性章节。通过卡尔曼（Kalman）可控性/可观测性矩阵的推导和计算，本章系统地阐述了如何判断一个状态空间系统是否可以被驱动到任意状态（可控），以及系统内部状态是否可以完全通过输出信息被推断出来（可观）。这些性质直接决定了后续控制器和观测器设计的可行性。 第七章：根轨迹法与频率响应分析 虽然根轨迹是经典控制的工具，但在现代控制中仍是设计超调量和主导极点位置的重要手段。本章系统梳理了根轨迹的绘制规则和对系统增益变化的敏感性分析。随后，本章转向频率域，详细介绍了奈奎斯特图、波德图的绘制及其在判断系统稳定性裕度（相位裕度、增益裕度）中的应用，为频率响应补偿方法打下基础。 第三部分：控制器设计与现代技术（实现篇） 本部分是本书的实践核心，侧重于如何利用理论知识设计出满足工程指标的控制器。 第八章：反馈设计与极点配置（状态反馈） 本章是状态空间设计方法的开端。系统阐述了状态反馈控制器的设计原理，即通过反馈律 $mathbf{u} = -mathbf{Kx} + mathbf{r}$ 来修改系统的闭环特征多项式。详细介绍了利用极点配置技术（如Ackermann公式或通过可控性矩阵）来确定反馈增益矩阵 $mathbf{K}$ 的具体步骤和注意事项。 第九章：观测器的设计 针对状态变量无法完全测量的工程难题，本章引入了状态观测器的概念。详细设计了Luenberger观测器，解释了如何通过选择观测器反馈增益 $mathbf{L}$ 来使估计误差渐近收敛。本章还讨论了观测器极点与控制器极点的解耦设计，确保系统在反馈和观测器共同作用下的稳定性。 第十章：综合设计：状态反馈与观测器结合 本章将前两章的内容整合，介绍了完整的状态反馈与观测器（即“先见先知”或“分离原理”）的综合设计流程。重点分析了当系统部分状态可测时，如何进行混合反馈设计，以及如何评估整体闭环系统的性能和鲁棒性。 第十一章：前馈控制与复合控制 除了基于状态反馈的闭环补偿外，本章还介绍了前馈控制在消除已知干扰和快速跟踪参考输入方面的作用。讨论了如何将前馈控制与反馈控制相结合，形成性能更优的复合控制结构，以提高系统的瞬态响应速度和稳态精度。 第十二章：控制系统的设计与仿真 本章面向工程实践，指导读者如何利用现代软件工具（如MATLAB/Simulink环境）对所设计的控制系统进行仿真验证。内容包括：建立精确的非线性系统模型、选择合适的控制器参数、进行参数敏感性分析，以及评估设计方案在实际工况下的表现。本章穿插了多个实例，演示从系统识别到最终参数整定的完整工程流程。 --- 本书特色 1. 理论与实践的深度融合： 每一设计方法后都紧跟工程案例，确保读者理解“为什么这么做”以及“如何实现”。 2. 数学严谨性与直观性兼顾： 在保证数学推导严密性的同时，大量使用图解和物理意义的解释，降低抽象概念的理解难度。 3. 现代控制的全面覆盖： 重点突出了状态空间方法在解决复杂系统（如MIMO系统）时的不可替代的优势。 4. 面向工程应用： 本书不仅教授理论，更强调系统分析、性能指标的量化以及实际调试的能力培养。 本书适用于控制科学与工程、电气工程、机械工程、航空航天工程、自动化等专业的高年级本科生及研究生作为教材，同时也是从事自动控制系统研发、设计与维护的工程师的重要参考书。通过本书的学习，读者将能够熟练掌握设计高性能、高可靠性自动控制系统的必备工具和方法论。

第1章 控制系统概论
1-1 前 言
1-2 控制系统的表示法
1-3 控制系统的分类
1-4 控制系统的设计步骤
重点摘要
习 题

第2章 控制系统的数学基础
2-1 前 言
2-2 微分方程式
2-3 复数及复变函数
2-4 拉氏转换
2-5 反拉氏转换
2-6 拉氏转换的应用
重点摘要
习 题

第3章 古典控制的系统描述
3-1 前 言
3-2 系统的分类
3-3 转移函数
3-4 控制系统的方块图
3-5 讯号流程图
3-6 机械系统的数学模型
3-7 电路系统的数学模型
3-8 机电系统的数学模型
3-9 转换器的数学模型
重点摘要
习 题

第4章 控制系统的稳定度
4-1 前 言
4-2 系统的稳定度
重点摘要
习 题

第5章 控制系统的时域分析
5-1 前 言
5-2 典型的测试讯号
5-3 暂态响应的分析
5-4 精确度分析
5-5 根轨迹分析
重点摘要
习 题

第6章 控制系统的频域分析
6-1 前 言
6-2 线性非时变系统的频率响应
6-3 波德图
6-4 极座标图
6-5 奈奎氏(Nyquist)稳定准则
6-6 简化的奈奎氏稳定准则
6-7 相对稳定度
6-8 闭路系统的频域规格
6-9 闭路频率响应
6-10 尼可士图(Nichols chart)
重点摘要
习 题

第7章 状态变数模型与分析(收录在光碟)
7-1 前 言
7-2 系统的动态方程式
7-3 特征值与特征向量
7-4 状态方程式的解
7-5 转移函数的分解
7-6 微分方程式到动态方程式的转换
7-7 线性非时变系统的控制性与观测性
7-8 系统矩阵的对角化
7-9 转移函数的控制性与观测性
7-10 状态模型到转移函数矩阵的转换
重点摘要
习 题

第8章 控制系统的设计与补偿(收录在光碟)
8-1 前 言
8-2 控制器的三种控制动作
8-3 PI控制器
8-4 PD控制器
8-5 PID控制器
8-6 状态回授设计
8-7 补偿器
重点摘要
习 题

附录A 拉氏转换表
附录B 利用部份分式法推求反拉氏转换
附录C BIBO稳定度证明
附录D 二阶系统外加单位步级函数的输出结果推导
附录E 标准二阶欠阻尼系统性能规格的推导
附录F 稳态误差公式的推导
附录G 二阶单位回授系统频域性能规格公式的推导
附录H 矩阵的表示及其运算法则
附录I 特征向量与特征值
参考书目

 

评分☆☆☆☆☆

我必須說，《自動控制(第七版)(附部分內容光碟)》這本書的編排方式真的非常新穎，讓我耳目一新！一般我看到的控制書籍，大多是按照理論的先後順序來安排，但這本書卻巧妙地結合了「問題導向」和「理論建構」兩種方式。它會先提出一個具體的工程問題，然後再引導讀者學習解決這個問題所必需的自動控制理論。這樣的學習方式，讓我覺得整個學習過程更有目的性，也更能體會到這些理論的價值。例如，在講解頻率響應分析時，書中就先提出了一個關於系統穩定性的問題，然後循序漸進地引導我們去理解如何利用波德圖來判斷系統的穩定性，這種方式比單純背誦定義和公式要有效得多。此外，書中也大量引用了MATLAB/Simulink的範例，這對於我這種習慣用軟體進行模擬和驗證的讀者來說，簡直太方便了！我可以立刻將書中的理論應用到實際的模擬環境中，並且觀察結果，這大大加深了我對知識的理解。這本書不只教你「是什麼」，更教你「為什麼」和「怎麼做」。

评分☆☆☆☆☆

這本《自動控制(第七版)(附部分內容光碟)》真的是我近期讀過最紮實的一本教科書了。身為一個已經在業界打滾幾年的工程師，我一直覺得自己對於自動控制的基礎知識還有一些不足，尤其是對於一些比較底層的原理，總感覺隔靴搔癢。這本書在這一點上做得非常出色，它並沒有回避那些核心的數學推導，但同時又用非常清晰易懂的方式呈現，讓我可以理解這些數學公式背後的物理意義。我特別喜歡它在探討PID控制器這一章的內容，作者不僅詳細解釋了P、I、D各項參數對系統響應的影響，還透過不同參數組合下的模擬結果，讓我們直觀地看到系統的動態變化。這點對於我在實際工作中調參非常有幫助。而且，書中還涵蓋了數位控制和現代控制的內容，這都是我工作上比較常會接觸到的部分，書中的講解非常系統化，讓我對這些概念有了更全面的認識。我認為這本書非常適合已經有一定工程基礎，但想深入理解自動控制原理的讀者，它能幫助你建立起紮實的理論根基，並且將理論與實務巧妙地結合。

评分☆☆☆☆☆

說實話，一開始拿到《自動控制(第七版)(附部分內容光碟)》的時候，我對於「第七版」這個標示有點猶豫，畢竟第七版代表著不斷的更新和演進，不知道自己能不能跟上。但實際翻開後，我發現我的擔心完全是多餘的！作者在結構上做了非常細膩的調整，內容編排的邏輯性強到讓人佩服。每一個章節的開頭都會先點出本章的學習目標，讓讀者清楚知道接下來要學什麼，然後在每一小節結束時，都會有小結或是練習題，幫助我們立刻複習剛剛學到的知識。這對於我這種容易分心的人來說，簡直是救星！而且，書中對於一些比較進階的概念，例如狀態空間分析，也做了相當深入的探討，但同樣地，作者並沒有讓內容變得晦澀難懂。他用了很巧妙的方式，將抽象的數學模型與實際的工程應用連結起來，讓我知道這些理論不是紙上談兵，而是真的能解決問題。我尤其欣賞作者在處理非線性系統的部分，利用圖形和類比的方式，讓我對這些複雜的動態行為有了更直觀的理解，這是一般市面上很多控制書比較難做到的。總體來說，這本書在理論深度和實用性之間找到了非常完美的平衡點。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《自動控制(第七版)(附部分內容光碟)》真的是讓我驚豔到不行！我平常對工程類的書比較少接觸，總覺得理論會很枯燥，但這本真的打破了我這個刻板印象。從第一頁翻開，我就被它清晰的排版和圖文並茂的內容吸引住了。作者在解釋複雜的自動控制原理時，並沒有直接丟出一堆數學公式，而是從非常生活化的例子切入，像是家裡的空調如何維持恆溫，或是汽車的巡航定速系統，都用了非常淺顯易懂的方式來闡述。這點對我這種初學者來說真的太友善了！而且，書中的圖表設計也非常用心，每一個概念都有對應的示意圖，顏色也很柔和，不會讓眼睛感到疲勞。我特別喜歡它在介紹拉普拉斯轉換的部分，以往聽到這個名詞就頭痛，但書中透過了大量的圖形化解，我竟然能慢慢理解它的應用，甚至覺得有點有趣！這本書真的顛覆了我對教科書的想像，它不只是一本工具書，更像是一個耐心的老師，引導我一步一步地進入自動控制的奇妙世界。而且，書本的紙質也很好，拿在手上很有質感，翻閱起來也很順手，不會有廉價感，這點在讀書體驗上也很加分。

评分☆☆☆☆☆

對於《自動控制(第七版)(附部分內容光碟)》這本書，我只能說「相見恨晚」！我過去在學習自動控制時，總覺得自己像是霧裡看花，很多概念都似懂非懂。但這本書卻像一道光，照亮了我學習的道路。作者在書中對「系統辨識」這一章的講解，尤其令我印象深刻。他非常詳細地介紹了從實驗數據中建立系統模型的各種方法，並且用大量的圖解和實際案例來說明。我過去在實驗室裡嘗試進行系統辨識時，常常會遇到各種問題，但看了這本書之後，我才恍然大悟，原來關鍵在於選擇合適的模型結構和辨識演算法。而且，書中還討論了模型驗證和優化，這對於確保模型的準確性和可靠性非常重要。此外，書中關於「模糊控制」和「神經網路控制」等現代控制方法的介紹，也讓我大開眼界。雖然這些方法我過去也曾聽過，但總覺得有些遙不可及，但書中的講解讓我感覺這些先進的技術並非那麼難以理解，而且它們在實際應用中具有巨大的潛力。這本書讓我對自動控制的領域有了更廣闊的視野。