现代控制理论(第2版)/21世纪高等学校规划教材·电子信息

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张莲,胡晓倩,彭滔,余成波 著
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出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302440598
版次:2
商品编码:12005417
包装:平装
开本:16开
出版时间:2016-11-01
用纸:胶版纸

具体描述

内容简介

  本书是一本适应21世纪教学需要的阐述现代控制理论基础知识的教材。本书包含了现代控制理论基础的主要理论和方法,全书共分7章,着重讲述了状态空间描述的建立、系统定量分析(状态方程的解)、系统的定性分析(能控性,能观性,李雅普诺夫稳定性)、系统的综合(状态反馈与状态观测器设计)以及*优控制的3种基本方法(变分法、*小值原理、动态规划法),并在保证理论知识体系结构完整的前提下,融入MATLAB在现代控制理论中的应用。全书结构清晰,便于读者从整体上掌握现代控制理论的基本内容。
  本书由浅入深,论证与实例配合紧密,富有启发性。全书各章节之间内容紧密衔接,与经典控制理论中有关内容的联系密切,可读性好,便于课堂教学与自学。主要算法给出了对应的应用MATLAB求解的方法,使读者通过本书的学习,既能打下扎实的理论基础,又能掌握应用MATLAB对控制系统进行分析与设计的技能。每章末有一定数量的习题与MATLAB实验题,主要用以检验对基本概念的理解和训练对分析以及对设计方法的使用。
  本书既可作为高等院校自动化、电气工程及其自动化等专业本科和非自动化专业研究生教材,也可供从事自动化方面工作的科技人员学习参考。

目录

第1章绪论
1.1控制理论的发展
1.2现代控制理论中的两个重要概念
1.2.1系统的能控性
1.2.2系统的能观性
1.3现代控制理论的主要内容
1.4本书研究的主要内容
第2章状态空间描述
2.1状态空间分析法
2.1.1动力学系统
2.1.2例子
2.1.3状态变量和状态向量
2.1.4状态空间与状态空间描述
2.1.5状态空间描述的一般形式
2.2状态结构图
2.2.1状态结构图绘制的基本方法
2.2.2一阶系统的状态结构图
2.2.3三阶单输入单输出系统的状态结构图
2.2.4二输入二输出二阶系统的状态结构图
2.3状态空间描述的建立
2.3.1由系统结构图建立状态空间描述
2.3.2由系统机理建立状态空间描述
2.4状态空间描述的标准形式
2.4.1传递函数中无零点时的实现
2.4.2传递函数有零点时的实现
2.5由状态空间描述求传递函数阵
2.5.1传递函数(阵)
2.5.2组合系统的传递函数阵
2.6状态向量的线性变换
2.6.1状态空间表达式的非唯一性
2.6.2系统特征值的不变性和系统的不变性
2.6.3状态空间表达式变换为约当标准型
2.7离散系统的状态空间描述
2.7.1状态空间表达式
2.7.2脉冲传递(函数)矩阵
2.8状态空间的MATLAB描述
2.8.1数学模型的建立
2.8.2模型间的转换
2.8.3组合系统的传递函数阵
2.8.4线性变换
本章小结
习题
MATLAB实验
第3章线性系统的运动分析
3.1线性定常系统状态方程的齐次解(自由解)
3.1.1幂级数法
3.1.2拉氏变换法
3.2状态转移矩阵
3.2.1状态转移矩阵的含义
3.2.2状态转移矩阵的基本性质
3.2.3几个特殊的矩阵指数函数
3.2.4状态转移矩阵的计算
3.2.5由状态转移矩阵求系统矩阵
3.3线性定常系统非齐次状态方程的解
3.3.1积分法
3.3.2拉氏变换法
3.3.3特定输入下的状态响应
3.4线性时变系统的运动分析
3.4.1线性时变系统齐次状态方程的解
3.4.2状态转移矩阵��(t,t0)的基本性质
3.4.3状态转移矩阵��(t,t0)的计算
3.4.4线性时变系统非齐次状态方程的解
3.4.5线性时变系统的输出
3.5线性系统的脉冲响应矩阵
3.5.1线性时变系统的脉冲响应矩阵
3.5.2线性定常系统的脉冲响应矩阵
3.5.3传递矩阵与脉冲响应矩阵的关系
3.5.4利用脉冲响应矩阵计算控制系统的输出
3.6连续系统的离散化
3.6.1问题的提出
3.6.2基本假设
3.6.3线性定常系统的离散化
3.6.4近似离散化
3.6.5线性时变系统的离散化
3.7线性离散系统的运动分析
3.7.1线性定常离散系统方程的解
3.7.2线性时变离散系统状态方程的解
3.8基于MATLAB的运动分析
3.8.1基于MATLAB的线性定常系统的运动分析
3.8.2基于MATLAB的线性离散系统的运动分析
本章小结
习题
MATLAB实验
第4章系统的能控性与能观性
4.1线性定常系统能控性定义及判据
4.1.1能控性基本概念
4.1.2能控性定义
4.1.3能控性判据
4.1.4输出能控性及判据
4.2线性定常系统能观性定义及判据
4.2.1能观测性基本概念
4.2.2能观性定义
4.2.3能观性判据
4.3线性时变系统的能控性与能观性
4.3.1线性时变系统的能控性判据
4.3.2线性时变系统的能观性判据
4.4离散定常系统的能控性与能观性
4.4.1离散定常系统能控性定义及判据
4.4.2离散定常系统能观测性定义及判据
4.4.3连续系统的能控性、能观性与离散系统的能控性、能观性之间
的关系
4.5对偶原理
4.5.1线性系统的对偶关系
4.5.2对偶原理
4.6能控标准型与能观标准型
4.6.1单输入系统的能控标准型
4.6.2单输出系统的能观测标准型
4.7系统的结构分解
4.7.1基本概念
4.7.2按能控性分解
4.7.3按能观测性分解
4.7.4标准分解
4.8传递函数阵的实现
4.8.1实现的基本概念
4.8.2多输入多输出系统的能控性与能观性实现
4.8.3最小实现
4.9传递函数与能控性和能观性之间的关系
4.9.1单输入单输出系统能控性、能观性与传递函数之间的关系
4.9.2多输入多输出系统的能控性、能观性与传递函数阵之间的关系
4.10利用MATLAB分析能控性与能观性
4.10.1常用函数
4.10.2控制实例
本章小结
习题
MATLAB实验
第5章控制系统的稳定性
5.1外部稳定性与内部稳定性
5.1.1外部稳定性
5.1.2内部稳定性
5.2Lyaponov定义下的稳定性
5.2.1系统的平衡状态
5.2.2状态矢量范数
5.2.3李雅普诺夫意义下的稳定性定义
5.2.4外部稳定性与内部稳定性之间的关系
5.3李雅普诺夫判稳第一法
5.3.1线性定常系统的稳定性分析
5.3.2线性时变系统的稳定性分析
5.3.3非线性系统的稳定性分析
5.4李雅普诺夫判稳第二法
5.4.1李雅普诺夫第二法的基本思想
5.4.2标量函数V(x)的符号性质(Sign)
5.4.3二次型标量函数的符号性质
5.4.4李雅普诺夫第二法的稳定性判据
5.5李雅普诺夫法在线性系统中的应用
5.5.1李雅普诺夫矩阵方程
5.5.2李雅普诺夫矩阵方程在线性定常系统稳定性判别中的应用
5.5.3基于李雅普诺夫第二法的线性时变系统的稳定性分析
5.5.4线性定常离散系统的稳定性
5.5.5用李雅普诺夫函数估算系统响应的快速性
5.6李雅普诺夫第二法在非线性系统中的应用
5.6.1克拉索夫斯基法
5.6.2阿塞尔曼法
5.7基于Lyapunov第二法的参数最优问题
5.7.1线性二次型最优控制问题
5.7.2参数最优问题的Lyapunov第二法的解法
5.8基于李雅普诺夫第二法的模型参考控制系统
5.8.1模型参考控制系统
5.8.2控制器的设计
5.9基于MATLAB的稳定性分析
5.9.1稳定性分析的常用函数
5.9.2基于MATLAB的稳定性分析实例
本章小结
习题
MATLAB实验
第6章系统的综合
6.1基本概念
6.1.1引言
6.1.2性能指标的类型
6.1.3线性反馈系统的基本结构
6.2极点配置与状态反馈
6.2.1期望极点对系统动态性能的影响
6.2.2状态反馈与极点配置
6.2.3单变量系统极点配置定理
6.2.4状态反馈下闭环系统的镇定问题
6.3输出反馈
6.3.1输出反馈至矩阵B后端
6.3.2输出反馈至矩阵B前端
6.3.3状态反馈与输出反馈的比较
6.4状态重构与状态观测器
6.4.1开环状态观测器
6.4.2闭环全维状态观测器
6.4.3配置状态观测器反馈增益矩阵G的方法
6.4.4降维状态观测器
6.5带状态观测器的状态反馈系统
6.5.1系统的结构与数学模型
6.5.2闭环系统的基本特性
6.5.3具有降阶观测器的观测—状态反馈控制系统
6.6解耦控制系统
6.6.1系统解耦基本原理
6.6.2用前馈补偿器实现解耦
6.6.3用串联补偿器实现解耦控制
6.6.4用输入变换和状态反馈实现解耦控制
6.6.5解耦系统的综合控制
6.7稳态精度与渐近跟踪
6.7.1稳态精度与跟踪问题
6.7.2内模原理
6.7.3无静差跟踪控制系统的设计
6.7.4倒立摆的无静差(Ⅰ型)位置跟踪系统设计
6.8基于MATLAB的系统综合
6.8.1常用函数指令
6.8.2应用举例
本章小结
习题
MATLAB实验
第7章最优控制
7.1基本概念
7.2变分法在最优控制中的应用
7.2.1泛函与变分法的基本概念
7.2.2泛函极值
7.2.3横截条件
7.2.4条件极值
7.3极小值原理
7.3.1连续系统的极小值原理
7.3.2离散系统的极小值原理
7.4动态规划
7.4.1最优性原理
7.4.2离散系统的动态规划
7.4.3连续系统的动态规划
7.4.4变分法、极小值原理与动态规划
7.5线性二次型最优控制
7.5.1线性二次型问题
7.5.2状态调节器
7.5.3输出调节器
7.5.4输出跟踪问题
7.6实用最优控制系统
7.6.1电机拖动控制
7.6.2人造地球卫星姿态控制
7.6.3二级倒立摆控制
7.7运用MATLAB求解最优控制问题举例
本章小结
习题
MATLAB实验
附录A常用符号表
附录B向量空间与矩阵理论的基本知识
附录CMATLAB软件中常用控制指令说明
参考文献

前言/序言

  第一版前言
  现代控制理论是在自动控制、电气工程、信息工程以及计算机技术学科发展基础上建立起来的一门理论与实践相结合的课程。随着科技的发展,现代控制理论的概念、方法和体系已经渗透到许多学科领域。学科的交叉发展要求高级工程技术人员必须更多地了解和掌握其他相近学科、专业的知识。因此,对于自动化以及相关专业的本科生和一些非控制类专业的硕士生学习现代控制理论的基础知识以及掌握利用MATLAB分析、设计控制系统的方法是时代的要求。
  为适应我国高等教育人才培养的要求,改革本课程体系和更新教学内容,已成为一项十分迫切的重要任务。针对现代控制理论基础具有理论性强、内容抽象的特点,本书着重于基本概念和理论的阐述,精选内容,注重应用,并尽量做到深入浅出,理论联系实际,结构清晰,从整体上介绍现代控制理论的基本内容,以适应控制理论教学改革需要和21世纪对人才培养的要求。
  本书在编写中强调状态空间控制理论与工程实践问题紧密结合,注重对读者分析问题和解决实际问题能力的培养,具有如下特色: ①结构清晰,便于读者从整体上掌握现代控制理论的基本方法。本书贯穿了动态系统在状态空间数学模型基础上的“定量分析→定性分析→极点配置→最优反馈控制”这一结构主线; ②注重物理概念,避免繁琐的数学推导,论证与实例配合紧密,易于理解,突出现代控制理论的工程应用背景,便于读者运用理论知识解决实际问题; ③在阐述现代控制理论的基本方法时注意与经典控制理论基本方法的联系与比较; ④在保证理论知识体系结构完整的前提下,融入MATLAB在线性系统理论和最优控制中的应用; ⑤每章均附有较丰富的例题、习题、上机实验题,便于读者自学,有利于提高读者计算机应用能力和研究能力。
  全书共分7章,阐述现代控制理论的最基本内容,包括控制理论的发展、状态空间的基本概念、状态空间描述的建立和标准型、系统的运动分析、能控性与能观性的概念与判据、系统的结构分解与实现、应用李雅普诺夫法分析系统的稳定性、极点配置、状态反馈和状态观测器以及最优控制理论等。在每章后面分别介绍了MATLAB在现代控制理论中的一些应用,如何利用计算机辅助设计方法解决自动控制领域的一些系统分析和设计问题。
  全书由余成波统稿。参加编写的人员有张莲(第1~3章),胡晓倩(第4~6章),王士彬(第7章)。胡柏栋、李泉、秦华锋、谢东坡、龚智、许超明等同志也参加了本书部分章节的编写工作。
  本书在编写过程中,参阅了很多专著及文献,同时许多兄弟院校的同行们为本书的编写提出了许多宝贵意见并提供了许多帮助,在此,一并表示衷心感谢。
  本书可作高等院校自动化、电气工程及其自动化等专业本科和非自动化专业研究生教材,也可供从事自动化方面工作的科技人员学习参考。
  由于编者的水平有限,书中难免有错误和不当之处,敬请广大的国内同行与读者给予批评与指正。
  随着科技的发展,现代控制理论的概念、原理和方法已经广泛地运用于社会生活的方方面面。如何使状态空间控制理论与工程实际问题紧密结合,提高学生分析、解决工程实际问题的能力,为其今后从事先进控制理论和技术的研究提供支持,本书已在第一版的编写过程中做了许多的努力和尝试,形成了注重物理概念、避免繁琐数学推导和与经典控制理论形成参照对比的阐述方法,以及附有丰富例题、习题与MATLAB应用实例的特色。
  为适应新时期高等教育人才培养工作的需要,以及科学技术发展的新趋势和新特点,按自动化专业培养目标和培养要求,并结合最新教学大纲,本书在第一版的基础上进行了修订,以适合广大高校相关专业需求,反映当前控制技术发展的主流和趋势。
  本次再版在保持第一版框架体系、主要内容及基本特色的基础上,主要进行了如下修改和补充:
  (1) 修订了第一版中一些数学公式、图表和单位中存在的疏漏,修改了部分内容的阐述方式,力求更加符合理工科学生的认识规律;
  (2) 在第2章至第7章习题中补充了MATLAB实验题,有利于读者计算机应用能力和实践能力的提高;
  (3) 结合在工程控制系统设计实例,对书中部分例题进行了修改,以展示更符合实际情况的控制任务分析、状态控制模型建立、控制器分析与设计的整个过程。
  本书可作高等工科院校自动化本科和非自动化专业研究生教材,也可供从事自动化方面工作的科技人员学习参考。
  本书由7章组成,主要由张莲、胡晓倩、彭滔、余成波编写。张攀、陈大孝等同志参加了本书部分内容的编写工作。
  本书是在第一版的基础上改写的,并利用了第一版书的部分材料。
  全书的错误和缺点由主编和全体编著者共同负责。由于编者的水平有限,书中难免有错误和不当之处,敬请广大的国内同行与读者给予批评与指正。
  编者
  2016年2月


现代控制理论(第2版)/21世纪高等学校规划教材·电子信息 内容梗概 《现代控制理论(第2版)》是一本旨在系统阐述现代控制理论核心概念、方法与应用的学术著作,特别契合电子信息类专业高年级本科生及研究生学习需求。本书在继承经典控制理论基石之上,深入探讨了状态空间方法、最优控制、稳定性理论、可控性与可观测性、数字控制系统等关键领域,并融入了近年来控制理论发展的前沿思想与技术。全书逻辑严谨,循序渐进,既注重理论的深度与广度,又兼顾实际工程应用的指导意义。 第一部分:基础理论与状态空间方法 本书的开篇,将带领读者回顾并巩固经典控制理论的精华,为进入现代控制理论的大门奠定坚实基础。在此之上,本书将重点引入状态空间方法,这是一种能够全面描述动态系统的数学工具,无论系统是否为线性、时不变,抑或是否具有多输入多输出结构,都能够通过状态向量、输入向量和输出向量来精确刻画。 线性定常系统:详细介绍线性定常系统的基本数学模型,包括微分方程描述和传递函数描述,并阐述两者之间的内在联系。重点在于如何将实际的物理系统转化为代数方程组,为后续的状态空间分析打下基础。 状态变量的选择与意义:探讨状态变量的选取原则、自由度以及其物理意义。读者将理解状态变量是如何捕捉系统内部动态行为,并成为描述系统演化的关键要素。 状态方程与输出方程:深入解析描述系统动态演化的状态方程($dot{mathbf{x}}(t) = mathbf{A}mathbf{x}(t) + mathbf{B}mathbf{u}(t)$)和系统输出方程($mathbf{y}(t) = mathbf{C}mathbf{x}(t) + mathbf{D}mathbf{u}(t)$)。读者将学习如何根据系统物理结构或实验数据建立这些方程,并理解矩阵A、B、C、D各自所代表的系统特性。 系统解的计算:详细介绍求解线性定常系统微分方程的多种方法,包括使用矩阵指数的方法,以及Laplace变换在状态空间模型中的应用。重点讲解如何利用这些工具预测系统在给定初始状态和输入下的未来行为。 非线性系统的状态空间描述:虽然现代控制理论的核心在很大程度上是针对线性系统展开的,但本书也会触及非线性系统的状态空间描述。介绍非线性系统的基本特点,以及如何通过近似 linearization 的方式将其转化为局部线性的模型,为非线性系统的分析提供初步的思路。 第二部分:系统分析与基本性质 在掌握了状态空间描述之后,本书将着力于对控制系统的内在性质进行深入分析。这些性质直接关系到系统的行为表现,是设计有效控制器的前提。 稳定性理论:这是控制理论中的核心概念。本书将系统地介绍不同类型的稳定性: Lyapunov稳定性:详细阐述Lyapunov第一法(直接法)和第二法(间接法)的原理与应用。通过构造Lyapunov函数,无需求解复杂的微分方程,即可判断系统的稳定性。这将是分析复杂系统稳定性的强大工具。 渐近稳定性:在Lyapunov稳定性的基础上,深入探讨渐近稳定性,即系统不仅能回到平衡点,而且还能在有限时间内收敛到平衡点。 指数稳定性:进一步介绍指数稳定性,强调系统收敛的速度。 外部稳定性(BIBO稳定性):与经典控制理论中的BIBO稳定性概念相联系,并探讨其与内部稳定性的关系。 可控性与可观测性:这两个概念是现代控制理论的基石,直接关系到能否通过控制输入改变系统的状态,以及能否通过测量输出来推断系统的内部状态。 可控性:详细阐述完全可控性的定义、判据(如Gramian矩阵判据、秩判据)以及其在控制器设计中的重要作用。读者将理解,一个完全可控的系统意味着我们可以通过外加输入,在任意有限时间内将系统状态从任意初始值驱动到任意目标值。 可观测性:类似地,本书将深入分析完全可观测性的定义、判据(如Gramian矩阵判据、秩判据)及其在状态估计、控制器设计中的意义。读者将明白,一个完全可观测的系统意味着我们可以根据系统的输入和输出信息,在任意有限时间内唯一地确定系统的内部状态。 能控标准型与能观标准型:介绍如何通过状态反馈变换将线性定常系统化为能控标准型和能观标准型。这些标准型在理论分析和控制器设计中具有重要的简化作用,能够更直观地展现系统的可控与可观测结构。 第三部分:最优控制与状态估计 本部分将引导读者进入更高级的控制理论范畴,即如何设计最优的控制策略,以及如何处理系统中不确定性带来的影响。 最优控制理论: 性能指标的定义:介绍多种常用的性能指标,如二次型性能指标($int_0^infty (mathbf{x}^Tmathbf{Q}mathbf{x} + mathbf{u}^Tmathbf{R}mathbf{u}) dt$),它在工程上具有广泛的应用。 变分法与Pontryagin最大值原理:详细阐述最优控制的设计理论基础,包括变分法的基本原理,以及Pontryagin最大值原理在求解最优控制问题中的应用。读者将学习如何根据性能指标和系统约束,推导出最优控制律。 线性二次型调节器(LQR):重点介绍LQR控制器,这是最优控制理论中最具代表性和实用性的方法之一。详细推导LQR控制器的设计方法,即通过求解Riccati方程来获得最优状态反馈增益。LQR控制器具有良好的稳定性和鲁棒性,是现代控制工程中的常用手段。 模型预测控制(MPC)简介:简要介绍MPC的基本思想,作为一种前沿的控制策略,它能够处理复杂的约束条件,并根据预测的模型在线优化控制作用。 状态估计: 最小二乘估计:介绍基于观测数据的最小二乘原理,用于估计系统的状态。 卡尔曼滤波(Kalman Filter):这是状态估计领域最重要的算法。本书将详细阐述卡尔曼滤波的原理,包括其如何融合系统模型信息与测量噪声,以获得对系统状态的最优估计。重点讲解离散时间卡尔曼滤波及其递推算法。卡尔曼滤波器在导航、跟踪、目标识别等众多工程领域有着不可替代的作用。 扩展卡尔曼滤波(EKF)简介:简要介绍EKF,用于处理非线性系统的状态估计问题。 第四部分:数字控制系统 随着计算机技术的发展,数字控制系统已成为现代工业控制的主流。本书将详细介绍数字控制系统的理论与设计方法。 离散时间系统: Z变换:详细介绍Z变换及其性质,这是分析和设计离散时间系统的数学工具,类似于连续时间系统中的Laplace变换。 离散状态空间模型:介绍如何将连续时间系统转化为离散时间系统(如零阶保持器采样),并建立离散状态空间方程。 离散系统稳定性:分析离散时间系统的稳定性判据,如单位圆内的判据。 数字控制器设计: PID控制器离散化:介绍经典的PID控制器如何在离散域中实现,以及不同的离散化方法(如前向欧拉、后向欧拉、Tustin变换)。 状态反馈控制器设计(离散):将连续时间状态反馈控制器的设计方法推广到离散时间系统,例如通过极点配置或LQR方法在离散域中设计控制器。 观测器设计:介绍离散时间系统的状态观测器设计,例如离散时间卡尔曼滤波器的应用。 采样周期选择:讨论采样周期的选择原则,以及它对系统性能和稳定性的影响。 第五部分:前沿与应用 为了与时俱进,本书在最后部分将触及现代控制理论的一些前沿研究方向和实际应用案例。 鲁棒控制:介绍面对系统模型不确定性时,如何设计具有一定鲁棒性的控制器,使其在一定范围内模型误差下仍能保持良好的性能。 自适应控制:简要介绍自适应控制的思想,即控制器参数能够根据系统性能的变化而自动调整。 模型降阶:探讨如何将高阶复杂系统简化为低阶模型,以便于控制器设计和计算。 工程实例分析:结合电子信息领域的具体应用,如机器人控制、姿态稳定系统、通信系统中的信号处理与控制等,展示现代控制理论在实际工程中的应用价值。通过具体的案例分析,帮助读者将抽象的理论知识与具体的工程问题相结合。 本书特色 体系完整,逻辑清晰:从基础概念到前沿技术,层层递进,构建起完整的现代控制理论知识体系。 理论与实践并重:在深入讲解理论的同时,注重揭示其工程应用背景,并通过丰富的算例加深理解。 数学工具与工程直觉相结合:既有严谨的数学推导,也注重培养读者的工程直觉和问题解决能力。 紧扣电子信息学科特点:内容的选择和阐述紧密围绕电子信息类专业的需求,为培养该领域的复合型人才提供支撑。 例题丰富,习题精炼:书中包含大量经过精心设计的例题,方便读者理解和掌握各章节内容。配套的习题能够有效检验读者的学习成果。 本书旨在为读者提供一个坚实的现代控制理论基础,使他们能够理解和分析复杂的动态系统,并具备设计和实现先进控制系统的能力,为未来在电子信息领域的科研或工程实践打下坚实基础。

用户评价

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这本书对我而言,简直是一次意外的惊喜,完全颠覆了我对“教材”这个词的刻板印象。我当初选择它,纯粹是因为“电子信息”这个标签,想着里面应该能找到一些实用的技术细节。结果呢?这本书以一种非常流畅且深入浅出的方式,将原本在我看来无比枯燥抽象的控制理论,变得生动有趣。它不像我之前看过的某些教材,上来就堆砌公式和定理,让人望而却步。这本书的作者非常有匠心,总能在关键之处插入一些生活中的例子,比如稳定一个热水器水温的反馈机制,或者自动驾驶汽车如何精准地调整方向。这些生动的类比,极大地降低了学习门槛,让我能更好地理解那些复杂的数学模型背后的逻辑。更重要的是,它不仅仅是教我“是什么”,更侧重于“为什么”。我能感受到作者在努力地引导我去思考,去探究每个概念的由来和应用场景。这种循序渐进、注重理解的教学方式,让我不再是死记硬背,而是真正地“学会”了控制理论。我甚至觉得,这本书更像是一本引人入胜的科普读物,只不过它的主题是严谨的科学。

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老实说,我拿到这本书的时候,并没有抱太大的期待。我之前接触过几本控制理论的书,都给我留下了“晦涩难懂”的印象,尤其是那些涉及线性代数和微分方程的部分,简直是我的噩梦。而这本《现代控制理论》,刚翻开的时候,我还是有点心虚。但是,当我真正开始阅读后,我发现我的担忧是多余的。这本书的语言风格非常温和,作者似乎总能站在读者的角度去思考,用最直观、最易于理解的方式去解释那些看似复杂的概念。它没有试图一上来就轰炸你,而是循序渐进,从最基本的状态空间表示法开始,一步一步地引导你深入。我尤其欣赏它在推导公式时,总会详细地解释每一步的含义,而不是像有些书那样,直接给出结论,让人摸不着头脑。而且,书中穿插了大量的图示和例子,这些可视化元素,对于我这种“视觉型”学习者来说,简直是福音。它们让抽象的数学模型变得具体,让我能更清晰地看到不同参数对系统行为的影响。读完这本书,我感觉自己对控制系统有了更深刻的理解,不再是那个对公式感到恐惧的学生了。

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作为一个在电子信息领域摸爬滚打多年的工程师,我一直在寻找一本能够真正“落地”的控制理论教材。市面上很多书,虽然理论知识扎实,但在实际工程应用方面,总感觉隔了一层。而这本书,恰恰弥补了我的这个遗憾。它在介绍理论知识的同时,非常注重与实际工程问题的结合。书中的案例分析,很多都是我日常工作中会遇到的场景,比如电机控制、机器人路径规划等等。这些案例让我看到,那些复杂的数学模型并不是空中楼阁,而是解决实际工程难题的有力工具。更让我惊喜的是,书中还涉及了一些现代控制理论的最新发展,比如模糊控制、神经网络控制等,这些内容对于我们这些需要不断更新知识库的工程师来说,非常有价值。虽然有些内容可能还需要我反复研读,但总体而言,这本书为我打开了一扇新的大门,让我能够将理论与实践更紧密地结合起来,提升工作效率和创新能力。

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坦白说,在阅读《现代控制理论(第2版)》之前,我对“规划教材”的印象一直停留在“必修课,应付考试”的层面。我以为它会像其他教材一样,充斥着枯燥的理论和大量的习题,目的就是为了让我们通过考试。然而,这本书完全打破了我这种陈旧的观念。它以一种更加开放和前沿的视角,向我展示了现代控制理论的魅力。书中不仅涵盖了经典控制理论的核心内容,还深入探讨了现代控制理论的精髓,比如最优控制、鲁棒控制、自适应控制等。这些概念听起来可能有点吓人,但作者的讲解方式却非常巧妙,总能化繁为简,让我逐渐领悟其中的奥妙。我特别喜欢书中对每个理论的哲学思考,它不仅仅是传授知识,更是引导我去思考控制的本质和未来发展方向。读完这本书,我感觉自己不仅仅是掌握了一门技术,更获得了一种看待复杂系统问题的全新视角。

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这次阅读体验,真可以说是一次“重塑认知”的过程。我过去对控制理论的印象,就是那些冷冰冰的公式和图形,感觉离现实生活很遥远。然而,这本书完全颠覆了我的这种看法。作者非常擅长用一种非常“人性化”的方式来解读那些抽象的概念。我记得有一次,我卡在了某个关于“可控性”和“可观测性”的定理上,感觉云里雾里。后来,作者插入了一个关于“控制一个正在下坠的物体”的比喻,瞬间就让我豁然开朗!那种感觉就像是,原来控制理论并不是高高在上,而是与我们息息相关的。书中还引入了一些非常实用的仿真工具的介绍,虽然没有直接给出代码,但足以让我了解如何将理论付诸实践。这对于我这个对编程和仿真有浓厚兴趣的学生来说,简直太有帮助了。我感觉这本书不仅仅是教会我知识,更是激发了我对这个领域的探索欲,让我想要主动去学习和研究。

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