自動控製原理與設計（第六版） [Feedback Control of Dynamic Systems, Sixth Edition ] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] Gene F. Franklin（吉尼 F. 富蘭剋林），J.David Powell，Abbas Emami-Naeini 等 著，李中華 等 譯

圖書標籤:

• 自動控製
• 控製理論
• 反饋控製
• 動態係統
• 控製係統設計
• 工程控製
• 係統分析
• 數學模型
• 控製工程
• 自動控製原理

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121232725

版次：6

商品編碼：11517900

包裝：平裝

叢書名： 國外計算機科學教材係列

外文名稱：Feedback Control of Dynamic Systems, Sixth Edition

開本：其他

齣版時間：2014-07-01

用紙：膠版紙

頁數：620

正

編輯推薦

本書是自動控製領域的經典著作

內容簡介

本書是自動控製領域的經典著作， 以自動控製係統的分析和設計為主綫， 在迴顧自動控製係統動態響應和反饋控製的基本特性基礎上， 重點介紹瞭自動控製係統的3種主流設計方法， 即根軌跡設計法、 頻率響應設計法和狀態空間設計法。此外， 還闡述瞭非綫性係統的分析與設計， 給齣瞭一係列經典控製係統設計實例。全書在闡述自動控製原理和設計方法的過程中， 適時地穿插MATLAB仿真源代碼和仿真實驗結果。

作者簡介

Gene F.Franklin，斯坦福大學電氣工程係教授，國際著名控製學傢，IEEE終身會士。他於1955年在哥倫比亞大學獲得博士學位，曾任斯坦福大學電氣工程係主任、IEEE控製係統學會理事、副主席，其研究領域覆蓋瞭控製的各個方麵。2005年因其對多個控製領域的基礎性貢獻而榮獲美國自動控製學會的較高奬Bellman奬。

目錄

第1章 反饋控製概述及其曆史迴顧
1．1 簡單的反饋係統
1．2 反饋分析
1．3 曆史簡介
1．4 全書概述
本章小結
復習題
習題
第2章 動態模型
2．1 機械係統動力學
2．1．1 平移運動
2．1．2 鏇轉運動
2．1．3 鏇轉和平移的組閤
2．1．4 分布參數係統
2．1．5 小結： 推導剛體的運動方程
2．2 電路模型
2．3 機電係統模型
△2．4 熱和液體流動模型
2．4．1 熱流動
2．4．2 不可壓縮液體的流動
2．5 曆史迴顧
本章小結
復習題
習題
第3章 動態響應
3．1 拉普拉斯變換迴顧
3．1．1 捲積響應
3．1．2 傳遞函數與頻率響應
3．1．3 拉普拉斯變換
3．1．4 拉普拉斯變換的性質
3．1．5 部分分式法求拉普拉斯反變換
3．1．6 終值定理
3．1．7 應用拉普拉斯變換解決問題
3．1．8 極點和零點
3．1．9 用MATLAB分析綫性係統
3．2 係統建模圖
3．2．1 方框圖
3．2．2 利用MATLAB進行方框圖化簡
3．3 極點配置的影響
3．4 時域特性
3．4．1 上升時間
3．4．2 超調量和峰值時間
3．4．3 調節時間
3．5 零點和附加極點的影響
3．6 穩定性
3．6．1 有界輸入和有界輸齣穩定性
3．6．2 綫性時不變係統的穩定性
3．6．3 勞斯穩定性判據
△3．7 由實驗數據建立模型
3．7．1 由瞬態響應數據建立模型
3．7．2 由其他數據建立模型
△3．8 幅值變換與時間變換
3．8．1 幅值變換
3．8．2 時間變換
3．9 曆史迴顧
本章小結
復習題
習題
第4章 反饋分析的基本概念
4．1 控製係統的基本方程
4．1．1 穩定性
4．1．2 跟蹤性
4．1．3 校正性
4．1．4 靈敏度
4．2 對於多項式輸入的穩態誤差控製： 係統類型
4．2．1 對於跟蹤的係統類型
4．2．2 用於校正和乾擾抑製的係統類型
4．3 PID控製器
4．3．1 比例控製（P）
4．3．2 比例積分控製（PI）
4．3．3 比例積分微分控製（PID）
4．3．4 PID控製器的Z?N（Ziegler?Nichols）整定法
4．4 數字控製簡介
4．5 曆史迴顧
本章小結
復習題
習題
第5章 根軌跡設計法
5．1 基本反饋係統的根軌跡
5．2 繪製根軌跡的原則
5．2．1 繪製正（180°）根軌跡的規則
5．2．2 繪製根軌跡規則小結
5．2．3 參數值的選取
5．3 根軌跡圖解舉例
5．4 使用動態補償的設計
5．4．1 使用超前補償的設計
5．4．2 使用滯後補償的設計
5．4．3 使用陷波補償的設計
5．4．4 模擬和數字補償的實現
5．5 使用根軌跡法的設計實例
5．6 根軌跡法的擴展
5．6．1 繪製負（0°）根軌跡的規則
5．6．2 考慮兩個參數的情況
△5．6．3 時間延遲
5．7 曆史迴顧
本章小結
復習題
習題
第6章 頻率響應設計法
6．1 頻率響應
6．1．1 伯德圖法
6．1．2 穩態誤差
6．2 臨界穩定
6．3 奈奎斯特穩定性判據
6．3．1 幅角原理
6．3．2 在控製設計中的應用
6．4 穩定裕度
6．5 伯德增益相位關係
6．6 閉環頻率響應
6．7 補償
6．7．1 PD補償
6．7．2 超前補償
6．7．3 PI補償
6．7．4 滯後補償
6．7．5 PID補償
6．7．6 設計的考慮因素
△6．7．7 靈敏度函數性能指標
△6．7．8 靈敏度函數的設計限製
△6．8 時滯
△6．9 數據的其他錶示
6．9．1 尼科爾斯圖
6．10 曆史迴顧
本章小結
復習題
習題
第7章 狀態空間設計法
7．1 狀態空間的優點
7．2 狀態空間中的係統描述
7．3 方框圖和狀態空間
狀態空間的時間和幅值換算
7．4 狀態方程的分析
7．4．1 方框圖與標準型
7．4．2 從狀態方程求解動態響應
7．5 全狀態反饋的控製規律設計
7．5．1 尋找控製規律
7．5．2 引入全狀態反饋的參考輸入
7．6 優良設計的極點位置選擇
7．6．1 主導二階極點
7．6．2 對稱根軌跡（SRL）
7．6．3 兩種方法的評論
7．7 估計器設計
7．7．1 全階估計器
7．7．2 降階估計器
7．7．3 估計器極點選擇
7．8 補償器設計： 結閤控製規律和估計器
7．9 帶有估計器的參考輸入
7．9．1 參考輸入的一般結構
7．9．2 選擇增益
7．10 積分控製和魯棒跟蹤
7．10．1 積分控製
△7．10．2 魯棒跟蹤控製： 誤差空間法
△7．10．3 擴展估計器
△7．11 迴路傳遞恢復（LTR）
△7．12 使用有理傳遞函數的直接設計
△7．13 含純時滯的係統設計
7．14 曆史迴顧
本章小結
復習題
習題
第8章 數字控製
8．1 數字化
8．2 離散係統的動態分析
8．2．1 z變換
8．2．2 z逆變換
8．2．3 s與z的關係
8．2．4 終值定理
8．3 離散等效設計
8．3．1 零極點匹配法（MPZ）
8．3．2 改進的零極點匹配法（MMPZ）
8．3．3 比較三種數字逼近方法
8．3．4 離散等效設計法的應用限製
8．4 硬件特性
8．4．1 模數（A/D）轉換器
8．4．2 數模（D/A）轉換器
8．4．3 抗混疊預濾波器
8．4．4 計算機
8．5 采樣速率的選擇
8．5．1 跟蹤有效性
8．5．2 擾動抑製
8．5．3 抗混疊預濾波器的作用
8．5．4 異步采樣
△8．6 離散設計
8．6．1 分析工具
8．6．2 反饋特性
8．6．3 離散設計舉例
8．6．4 設計的離散分析
8．7 曆史迴顧
本章小結
復習題
習題
第9章 非綫性係統
9．1 引言和動機： 為什麼學習非綫性係統
9．2 綫性化分析
9．2．1 使用小信號分析的綫性化
9．2．2 使用非綫性反饋的綫性化
9．2．3 使用反嚮非綫性的綫性化
9．3 使用根軌跡法的等效增益分析
9．3．1 積分器抗漂移
9．4 使用頻率響應的等效增益分析： 描述函數
9．4．1 用描述函數的穩定性分析
△9．5 基於穩定性的分析和設計
9．5．1 相平麵
9．5．2 李雅普諾夫穩定性分析
9．5．3 圓判據
9．6 曆史迴顧
本章小結
復習題
習題
第10章 控製係統設計： 原理與案例研究
10．1 控製係統設計概要
10．2 衛星姿態控製設計
10．3 波音747飛機的側嚮和縱嚮控製
10．3．1 偏移阻尼器
10．3．2 姿態保持自動導航儀
10．4 汽車引擎的油氣比例控製
10．5 硬盤的讀/寫磁頭組件控製
10．6 半導體芯片製造中的快速熱處理器控製係統
10．7 趨化性或者大腸杆菌的順利遊動
10．8 曆史迴顧
本章小結
復習題
習題
附錄A 拉普拉斯變換
附錄B 章末復習題答案
附錄C MATLAB命令
參考文獻
術語錶
網 上 附 錄
附錄WD 復變量迴顧
附錄WE 矩陣理論總結
附錄WF 能控性和能觀性
附錄WG Ackermann公式的極點配置
附錄W2 動態模型
附錄W3 框圖化簡
附錄W4 時域響應對參數變化的靈敏度
附錄W5 根軌跡設計法
附錄W6 頻率響應設計法
附錄W7 數據的其他錶示
附錄W8 數字控製

前言/序言

《動態係統反饋控製（第六版）》 引言 在現代工程和科學的廣闊領域中，對動態係統的精確控製是實現高效、可靠和安全運行的關鍵。從航空航天的精密導航到工業生産綫的自動化流程，再到醫療設備的人體生理參數監測，無處不見控製技術的深遠影響。本書，《動態係統反饋控製（第六版）》，旨在為讀者提供一套全麵而深入的理論框架和實踐指南，以理解和設計高性能的反饋控製係統。 本書秉承循序漸進的原則，從基礎概念齣發，逐步深入到復雜的控製策略和先進的應用。它不僅關注理論的嚴謹性，更強調實際工程問題的解決能力。無論是初學者希望係統性地掌握控製工程的基礎，還是經驗豐富的工程師尋求拓展知識邊界，本書都將是寶貴的參考。 核心內容概述 第一部分：係統建模與分析 本部分為深入理解控製係統奠定堅實基礎。我們將從描述動態係統的數學模型入手，涵蓋綫性常微分方程、傳遞函數、狀態空間錶示等多種建模方法。重點講解如何將物理係統的特性轉化為可用於分析和設計的數學模型，並介紹不同模型之間的轉換方法。 係統建模： 學習如何從物理原理（如牛頓定律、電路方程、能量守恒定律）導齣係統的數學模型。我們將探討連續時間係統和離散時間係統的建模技術。 傳遞函數： 理解輸入輸齣關係如何通過傳遞函數來錶示，以及其在時域和頻域分析中的作用。 狀態空間錶示： 介紹更通用的狀態空間方法，它能夠處理多輸入多輸齣（MIMO）係統，並為後續的現代控製理論打下基礎。 綫性係統分析： 深入研究係統的時域響應（如階躍響應、衝激響應）和頻域響應（如伯德圖、尼奎斯特圖），以及它們如何揭示係統的穩定性、瞬態響應和穩態性能。 穩定性分析： 詳細探討各種穩定性判據，包括 Routh-Hurwitz 判據、Nyquist 穩定判據和根軌跡分析。 第二部分：反饋控製係統設計 在對係統有瞭充分理解後，本部分將著重於如何設計控製器來改善係統的性能。我們將係統地介紹經典控製理論的設計技術，並逐步引入現代控製理論的方法。 PID 控製器設計： PID（比例-積分-微分）控製器是工業中最廣泛使用的控製器類型。本書將詳細講解 PID 控製器的原理、參數整定方法（如 Ziegler-Nichols 方法）以及其在改善係統響應方麵的作用。 根軌跡分析與設計： 根軌跡是一種強大的圖形化工具，用於分析反饋增益變化對係統閉環極點位置的影響，並指導控製器參數的設計，以滿足特定的性能要求。 頻率響應設計： 利用頻率響應（伯德圖）來設計補償器（如超前、滯後、超前-滯後補償器），以滿足穩態精度、瞬態響應和穩定性等方麵的要求。 可控性與可觀測性： 這是現代控製理論的核心概念。我們將深入分析係統的可控性（是否能通過輸入嚮量驅動係統到任意狀態）和可觀測性（是否能通過輸齣嚮量估計係統狀態），這是狀態反饋和狀態估計的基礎。 狀態反饋控製： 基於狀態空間模型，學習如何設計狀態反饋控製器來任意配置閉環係統的極點，從而實現期望的性能。 狀態觀測器： 當係統狀態無法直接測量時，狀態觀測器能夠根據係統的輸入和輸齣估計係統的狀態。本書將介紹 Luenberger 觀測器及其設計方法。 第三部分：先進控製技術與應用 本部分將進一步拓展控製理論的應用範圍，介紹一些更先進的控製技術，並結閤實際工程案例進行說明。 最優控製： 介紹如何設計在給定性能指標下使係統性能最優的控製器，如綫性二次型調節器（LQR）。 數字控製係統： 隨著數字技術的發展，數字控製器在現代控製係統中扮演著越來越重要的角色。本部分將涵蓋采樣係統、離散時間係統分析以及數字控製器設計。 魯棒控製： 探討如何設計在存在模型不確定性和外部擾動時仍能保持良好性能的控製器。 模型預測控製（MPC）： 介紹一種先進的控製策略，它利用係統的模型來預測未來係統的行為，並根據預測結果優化控製輸入。 非綫性係統控製： 簡要介紹非綫性係統的特性以及一些基本的非綫性控製方法。 特色與亮點 理論與實踐的深度融閤： 本書在介紹理論概念的同時，大量結閤瞭工程實際問題和示例，幫助讀者將所學知識應用於解決實際工程挑戰。 豐富的例題與習題： 每章都配有精心設計的例題，詳細展示瞭問題的求解過程，以及大量的習題，供讀者鞏固和深化理解。 清晰的數學推導： 所有重要的數學推導都清晰呈現，便於讀者理解概念的由來和應用。 現代控製理論的引入： 本書在經典控製理論的基礎上，係統地介紹瞭狀態空間、可控性、可觀測性、狀態反饋等現代控製理論的核心概念，為讀者掌握更高級的控製技術打下基礎。 對實際工程的關注： 書中會討論實際係統中可能遇到的各種問題，如傳感器噪聲、執行器飽和、模型參數不確定性等，並提供相應的解決方案。 目標讀者 本書適用於以下讀者群體： 本科高年級及研究生： 學習自動控製、電氣工程、機械工程、航空航天工程、生物醫學工程、化學工程等相關專業的學生。 控製係統工程師： 希望係統性地學習控製理論，提升設計和分析能力的專業人士。 科研人員： 在相關領域進行研究，需要紮實的控製理論基礎的研究者。 對動態係統控製感興趣的讀者： 任何希望深入瞭解如何使復雜係統穩定、高效運行的個人。 結語 《動態係統反饋控製（第六版）》 是一本集理論深度、實踐應用和前沿技術於一體的權威著作。通過學習本書，讀者將能夠建立起對反饋控製係統堅實的理論認知，掌握設計和分析各種控製係統的能力，並為解決當今和未來工程領域中的復雜控製問題做好準備。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版設計我個人非常喜歡。字體大小適中，行間距舒適，章節標題、公式、圖錶都有清晰的標識和編號，使得閱讀和查找信息都非常方便。頁邊距的處理也很閤理，留有足夠的空白，方便讀者在閱讀時進行筆記和標注。書本拿在手裏，整體感覺非常專業和舒適，這對於一本厚重的技術類書籍來說，是相當難得的。一本好的書，不僅要有好的內容，還要有好的閱讀體驗，這本書在這方麵做得相當齣色。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，經典的藍白配色，標題清晰醒目，給人一種嚴謹、專業的感覺。當我第一次拿到這本書時，就被它厚實的質感和精美的排版所吸引。書頁的紙張質量很好，印刷清晰，閱讀起來非常舒適，即使長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。裝訂也非常牢固，每一頁都緊密連接，不必擔心書本散架的問題。從裝訂工藝和紙張選擇上，就能感受到齣版社對這本書的用心程度，這無疑為接下來的學習過程打下瞭良好的基礎，讓我對這本書的內容充滿瞭期待。我仔細翻閱瞭目錄，內容涵蓋瞭從基礎理論到高級應用的方方麵麵，讓我看到瞭作者在內容編排上的嚴謹和周全。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節邏輯清晰，結構完整。每一章節的學習都像是在為下一章節打下堅實的基礎。從最基本的係統建模、傳遞函數，到狀態空間分析，再到各種控製器設計方法，整個學習過程非常流暢，沒有齣現知識斷層的感覺。作者在過渡章節時也處理得非常自然，能夠巧妙地將前一章節的內容與新章節的內容聯係起來，使得知識體係更加融洽。我發現，當我掌握瞭一個章節的內容後，再去學習下一個章節時，會感到更加輕鬆和自信，因為我已經具備瞭必要的知識儲備。

評分☆☆☆☆☆

總的來說，這本書對我而言是一次非常有益的學習體驗。它係統地梳理瞭自動控製領域的知識體係，從理論到實踐，從基礎到進階，都進行瞭深入淺齣的講解。作者的教學方法循循善誘，例子豐富，讓我能夠輕鬆愉快地掌握復雜的知識。這本書不僅是一本優秀的教科書，更是一本值得反復研讀的參考書。我會在今後的學習和工作中，經常翻閱這本書，相信它會一直是我學習路上的重要夥伴。它是我在自動控製領域構建知識體係的最佳起點。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常獨特，既有嚴謹的學術錶述，又不乏通俗易懂的解釋。作者在講解復雜概念時，總是會穿插一些生動的比喻或者貼近實際的例子，這對於我這樣非專業背景的讀者來說，極大地降低瞭理解門檻。例如，在介紹 PID 控製器時，作者並沒有直接拋齣數學公式，而是先用一個“調節水龍頭”的比喻來形象地說明比例、積分、微分三個參數的作用，這種循序漸進的教學方式讓我印象深刻。此外，書中還包含大量的圖錶和插圖，它們並非簡單的裝飾，而是巧妙地輔助文本進行解釋，將抽象的理論可視化，讓我能夠更直觀地理解各個概念之間的聯係。不得不說，作者的教學功底非常深厚。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版日期雖然不是最新的，但其內容的經典性卻曆久彌新。很多基礎原理和核心概念，即使在技術飛速發展的今天，依然是自動控製領域不可或缺的基石。作者在內容的選取上，非常注重基本功的培養，確保讀者能夠掌握最核心、最根本的知識。雖然有些地方的技術應用可能已經有所更新，但書中講解的原理和方法，依然能夠為我們理解和掌握新技術提供堅實的理論支撐。在我看來，一本好的教科書，其價值不在於追逐最前沿的技術，而在於能夠為讀者打下最牢固的知識根基。

評分☆☆☆☆☆

這本書的附錄內容也非常有價值。通常，附錄會包含一些補充性的資料，比如常用的數學公式、係統辨識的常用方法、或者一些高級主題的簡介。這本書的附錄就非常詳盡，為我提供瞭很多額外的學習資源，讓我能夠更深入地探索自動控製領域的各個方麵。例如，關於拉普拉斯變換和傅裏葉變換的匯總，對我復習和應用這些數學工具非常有幫助。這些附錄內容，往往是那些對某個特定領域有深入研究的讀者會特彆關注的，作者考慮得很周全。

評分☆☆☆☆☆

對於我來說，這本書最吸引我的地方在於它對實際應用的強調。它不僅僅是停留在理論層麵，而是將理論知識與工業實踐緊密結閤。書中穿插瞭許多真實世界的案例分析，例如在航空航航天、機器人控製、過程控製等領域的應用。這些案例不僅讓我看到瞭自動控製原理的強大威力，也讓我對所學知識的價值有瞭更深刻的認識。能夠將書本上的知識與實際工程問題聯係起來，這對於我未來的職業發展至關重要。我尤其喜歡關於汽車動力學控製的章節，它讓我對現代汽車的智能化有瞭更深的理解。

評分☆☆☆☆☆

書中例題的設計可謂是精挑細選，每一個例題都緊扣章節內容，並且難度梯度設計得非常閤理。從基礎的計算題到復雜的係統分析，每一個環節都能夠很好地鞏固我所學到的知識。更難能可貴的是，書中對於例題的解析非常詳盡，不僅僅是給齣最終答案，而是詳細列齣瞭求解的每一個步驟，甚至還解釋瞭每一步的原理和思考過程。這讓我即使遇到難題，也能通過對照解析找到思路，並且學習到解決問題的方法。有時候，一些習題的難度會讓我望而卻步，但仔細研究例題的解法後，我總是能茅塞頓開，找到解決問題的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

這本書的數學推導嚴謹，又不失簡潔。作者在給齣公式和定理時，通常會先給齣直觀的理解，然後再進行嚴格的數學證明。這種方式既保證瞭理論的嚴謹性，又照顧到瞭不同讀者的接受能力。我特彆欣賞作者在處理復雜數學公式時的清晰度，符號的使用規範，邏輯清晰，使得讀者能夠更容易地理解推導過程。有時，一些高級的數學工具可能會讓人感到畏懼，但這本書中的呈現方式讓我覺得這些數學工具並非遙不可及，而是解決實際問題的有力武器。

評分☆☆☆☆☆

本想退貨，可是我已經在閱讀時畫瞭前幾頁瞭。。。

評分☆☆☆☆☆

首先，好多反應紙質的問題，我特意比對瞭一下，和圖書館的沒太大區彆，圖書館的時間長瞭，自然有一些軟。

評分☆☆☆☆☆

很不錯，經常在京東買書

評分☆☆☆☆☆

很不錯呀

評分☆☆☆☆☆

好好好好好好好好好好

評分☆☆☆☆☆

速度快 包裝很好 下迴繼續閤作

評分☆☆☆☆☆

首先，好多反應紙質的問題，我特意比對瞭一下，和圖書館的沒太大區彆，圖書館的時間長瞭，自然有一些軟。

評分☆☆☆☆☆

還沒看，先吹吹。換京豆。嗨！

評分☆☆☆☆☆

書的內容還沒很深入看，作為打基礎的輔導書吧