9787562443339 自动控制原理 重庆大学出版社 蒋燕君 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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蒋燕君 著

图书标签:

• 自动控制原理
• 控制理论
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• 重庆大学出版社
• 蒋燕君
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• 经典教材

店铺： 聚雅图书专营店

出版社： 重庆大学出版社

ISBN：9787562443339

商品编码：29577595242

包装：平装

出版时间：2008-01-01

基本信息

书名：自动控制原理

定价：20.00元

作者：蒋燕君

出版社：重庆大学出版社

出版日期：2008-01-01

ISBN：9787562443339

字数：

页码：189

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.341kg

编辑推荐

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内容提要

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《自动控制原理》主要介绍分析和设计控制系统的经典理论及应用方法。全书共分7章，内容包括绪论、控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹法、频域分析法、控制系统的校正、MATLAB在控制理论中的应用。
《自动控制原理》叙述清楚，理论联系实际，注重理论的物理背景和工程实用性。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《现代控制理论及其应用》 作者： 李明 教授，张华 副教授 出版社： 科学技术文献出版社 出版日期： 2023年10月 图书简介： 本书是一部系统深入地探讨现代控制理论及其广泛应用的专著。在当今科技飞速发展的浪潮中，控制理论作为实现系统智能化、自动化和高性能化的核心技术，其重要性日益凸显。从航空航天到工业制造，从生物医学到环境保护，精准高效的控制系统无处不在，深刻地影响着我们生活的方方面面。本书旨在为读者构建一个坚实的现代控制理论基础，并展示其在解决实际工程问题中的强大能力。 第一部分：经典控制理论的演进与现代控制理论的基石 在深入现代控制理论之前，我们首先回顾经典控制理论的发展历程。本书将从反馈控制的基本概念出发，介绍PID（比例-积分-微分）控制器等经典控制方法，并分析其在简单系统中的优势与局限性。通过对经典理论的梳理，读者可以更好地理解现代控制理论为何以及如何应运而生。 随后，本书将聚焦于现代控制理论的核心数学工具——状态空间方法。我们将详细阐述状态变量、状态方程和输出方程的构建原理，以及它们在描述和分析复杂动态系统中的强大作用。这一部分将详细讲解线性时不变（LTI）系统的状态空间表示，包括系统矩阵、输入矩阵、输出矩阵和直接传输矩阵的物理含义与数学表达。读者将学习如何从系统的物理结构或数学模型出发，推导出其状态空间方程，并理解状态变量如何全面刻画系统的内部动态。 第二部分：现代控制理论的核心理论框架 本书的第二部分是现代控制理论的核心内容，将循序渐进地展开。 可控性与可观性分析： 这两个概念是现代控制理论的基石。我们将深入探讨可控性准则，理解系统在给定输入下能够到达任意期望状态的能力，以及可观性准则，即能否通过测量系统的输出来推断其内部状态。本书将详细介绍判别系统可控性和可观性的代数方法（如Gramian矩阵法）和几何方法（如秩条件法），并分析它们在控制器设计和状态估计中的关键作用。例如，不可控系统意味着某些状态无法通过控制输入来改变，而不可观系统则意味着某些内部动态无法通过输出测量得到反馈，这都将直接影响控制器的有效性。 稳定性理论： 稳定性是控制系统设计中最基本的要求。本书将超越经典控制理论中根轨迹和频率响应的稳定性判据，深入讲解Lyapunov稳定性理论。我们将详细介绍Lyapunov直接法和间接法，以及渐近稳定性、指数稳定性、整体稳定性等概念。通过Lyapunov函数，我们可以无需求解复杂的微分方程，直接判断系统的稳定性，这对于非线性系统和复杂系统的稳定性分析尤为重要。本书将提供丰富的实例，展示如何构造Lyapunov函数来证明系统的稳定性。 状态反馈控制： 状态反馈是现代控制理论中最强大的控制技术之一。本书将详细介绍极点配置（Pole Placement）方法，讲解如何通过设计合适的状态反馈增益矩阵，将系统的闭环极点配置到期望的位置，从而实现期望的系统动态响应，如快速性、阻尼比等。我们将推导极点配置的数学公式，并讨论其在单输入单输出（SISO）和多输入多输出（MIMO）系统中的应用。 状态估计（观测器设计）： 在实际应用中，并非所有状态变量都能够直接测量。此时，我们需要设计状态观测器来估计系统的状态。本书将详细介绍Luenberger观测器及其设计原理。我们将讲解如何设计观测器增益，使得观测器估计的状态能够快速准确地收敛到真实状态。本书还将探讨最优状态估计方法，即Kalman滤波器，分析其在存在噪声干扰情况下的最优性能，以及它在信号处理和状态重构中的重要应用。 最优控制理论： 当我们需要在满足某些约束条件下，使系统的性能指标达到最优时，最优控制理论便派上用场。本书将重点介绍LQR（Linear Quadratic Regulator）问题。我们将详细推导Ricatti方程，并求解最优状态反馈增益。LQR方法因其能够提供性能良好的闭环系统，且设计过程相对系统化，在工程领域得到了广泛应用。本书还将简要介绍变分法和Pontryagin最小原理，为读者进一步深入研究更复杂的时变和非线性最优控制问题奠定基础。 第三部分：现代控制理论的扩展与前沿 随着控制理论的发展，许多更先进的控制方法应运而生，以应对更加复杂和动态变化的应用场景。 非线性控制理论： 现实世界中的许多系统是非线性的。本书将介绍几种重要的非线性控制方法，例如反馈线性化、滑模控制和自适应控制。反馈线性化可以将非线性系统转化为等效的线性系统，然后应用线性控制技术。滑模控制以其对参数变化和外部干扰的鲁棒性而闻名。自适应控制则能够根据系统参数的变化实时调整控制器参数，以保持系统性能。 鲁棒控制： 在实际系统中，模型参数的不确定性和外部干扰是普遍存在的。鲁棒控制的目标是设计控制器，使得系统在存在模型不确定性和扰动的情况下，仍能保持良好的性能和稳定性。本书将介绍H∞控制等鲁棒控制方法，分析其设计原理和应用。 数字控制系统： 随着计算机技术的发展，数字控制器已经取代了传统的模拟控制器。本书将重点讨论离散时间系统的建模、分析和设计，包括采样、量化、零阶保持器等概念，以及离散时间系统的状态空间表示和数字控制器的设计方法。 第四部分：现代控制理论的工程应用实例 理论的最终价值在于实践。本书的第四部分将通过多个精心挑选的工程应用实例，充分展示现代控制理论的强大威力。 飞行器姿态控制： 以无人机或卫星的姿态稳定为例，讲解如何建立其动力学模型，并运用状态反馈和状态估计技术设计高精度的姿态控制器。 机器人路径规划与跟踪： 介绍如何利用最优控制和PID控制等技术，实现机器人沿预定路径平滑高效地运动。 工业过程控制： 以化工生产中的温度、压力或液位控制为例，展示如何利用现代控制理论来优化生产过程，提高产品质量和生产效率。 智能交通系统： 探讨如何利用控制理论来管理交通流量，优化信号灯配时，减少拥堵，提高交通安全性和效率。 生物医学工程应用： 介绍控制理论在人工胰岛素输送系统、起搏器设计等领域的应用。 学习目标： 通过学习本书，读者将能够： 深入理解现代控制理论的核心概念和数学工具，特别是状态空间方法。 掌握系统可控性、可观性、稳定性的分析方法。 熟练设计状态反馈控制器和状态观测器，并理解最优控制的基本原理。 了解非线性控制、鲁棒控制等前沿控制技术。 能够将现代控制理论应用于解决实际工程问题，并独立设计和分析简单的控制系统。 适用读者： 本书适合于高等院校自动化、电气工程、机械工程、航空航天工程、生物医学工程等专业的高年级本科生、研究生，以及从事相关领域工程技术工作的科研人员和工程师。具备一定的线性代数、微积分和微分方程基础的读者将更容易理解本书内容。 创新与特色： 本书在内容组织上力求系统性和深度并存，从基础概念到前沿技术，层层递进。在讲解过程中，注重理论与实际相结合，通过丰富的数学推导和直观的图示，帮助读者建立深刻的理解。同时，本书精选了多个具有代表性的工程应用实例，充分展示了现代控制理论在解决实际问题中的价值，力求使读者在掌握理论知识的同时，培养解决工程问题的能力。本书的编写力求语言清晰、逻辑严谨，避免冗余，注重知识点的提炼与归纳，旨在为读者提供一本既具学术价值又富实用性的控制理论参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计水平，绝对是衡量一本优秀教材的关键指标，而这一点上，该书的表现可以说是超出了我的预期。它很好地平衡了基础巩固和能力拓展之间的关系。基础题部分，覆盖面广，能确保读者对基本概念和公式的运用达到肌肉记忆的程度，比如那些关于传递函数求极点和零点的练习，数量足够，但又不至于让人感到重复乏味。更让我欣赏的是那些综合性或设计性的难题。这些题目往往需要结合多个章节的知识点进行联合分析，比如要求结合根轨迹法设计控制器参数，或是用李雅普诺夫稳定性判据来验证一个非线性系统的局部稳定性。这些挑战性的问题，迫使我们必须跳出书本的框架，去主动思考如何将理论转化为解决实际问题的工具。我甚至发现，一些高级课程中才会涉及的概念，已经巧妙地融入到这些难度较高的习题中进行预先渗透，这无疑为我们未来的深入学习打下了坚实的基础，绝对称得上是“寓教于乐”的典范，只不过这里的“乐”是解决难题后的成就感。

评分☆☆☆☆☆

在理论深度和广度上，这本教材展现出了一种令人信服的平衡感。它没有停留在对经典控制理论的简单复述，而是融入了大量现代控制思想的元素，使得内容体系显得非常与时俱进。例如，对于鲁棒性分析和H无穷控制这类前沿话题，作者并未将其束之高阁，而是用相对易懂的语言和适当的数学工具进行了介绍，让读者能窥见现代控制工程的冰山一角。此外，书中对各种控制器的物理实现背景和工程限制的讨论也非常到位。它没有将控制系统理想化，而是会提醒读者关注执行器的饱和、传感器的噪声等实际工程中不可避免的问题，并探讨了如何用理论来缓解这些局限。这种“理论联系实际”的视角，极大地增强了教材的说服力和实用价值。它不再是象牙塔里的纯数学推导，而是真正指导工程师去设计可靠系统的指南针。对于那些未来打算从事系统集成或自动化设备开发的学生来说，这种前瞻性的视野无疑是极其宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这本教材时，我最大的感受是其内容的逻辑组织结构非常清晰，简直就是为自学者量身定制的导航图。不同于一些传统教材那种堆砌式的叙述方法，作者似乎非常懂得读者的“认知负荷”问题，章节之间的过渡自然流畅，知识点的引入也遵循了由浅入深的递进原则。例如，在讲解状态空间法时，作者先用非常直观的物理意义去铺垫，而不是一上来就抛出复杂的矩阵运算，这极大地降低了初学者的畏难情绪。再比如，书中的例题选择非常精妙，它们不仅是理论知识的简单应用，更像是为后续更复杂的分析方法埋下的伏笔，每一个例题都像是一个承上启下的桥梁。图表的绘制也值得称赞，曲线和系统的示意图清晰准确，标注详尽，完全可以脱离文字说明独立理解图形所表达的动态过程。这种结构上的匠心，使得学习过程不再是枯燥的记忆，而更像是一场循序渐进的思维构建之旅，让人感觉每翻过一页，自己的理解力都在稳步提升，这种扎实感是其他一些泛泛而谈的资料无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面采用了哑光处理，触感细腻，即便是放在书架上，那种低调的质感也足以吸引眼球。色彩的搭配上，主色调选择了沉稳的深蓝与少许的亮色点缀，既体现了理工科书籍应有的严谨性，又不至于显得过于刻板。我尤其欣赏扉页的处理，印刷清晰，纸张的磅数选择恰到好处，翻阅时没有廉价的“沙沙”声，而是带着一种厚实和可靠感。装订方面，线装结合胶装的工艺，使得整本书可以平摊在桌面上而不会轻易合拢，这对于需要对照公式和图表进行学习的读者来说，简直是福音。而且，侧边裁切得非常整齐，即便是翻阅了许多次，书脊依然保持着良好的形态，看得出出版社在细节上的用心。虽然内容本身是硬核的理论知识，但外部的包装却做到了兼顾实用性与审美的高度统一，让人在开始阅读之前，就已经对即将接触的知识体系产生了一种敬畏和期待感。这种对物理形态的重视，往往能间接反映出出版方对学术内容的尊重程度。

评分☆☆☆☆☆

关于排版和校对，这本书的质量管理水平达到了一个令人放心的水准，这在理工科教材中其实并不容易做到。我仔细对比了几个关键章节的公式和符号，没有发现任何印刷错误或符号混淆的情况，比如微分算子 $D$ 和拉普拉斯变量 $s$ 的区分，都做得非常清晰明确。行距和字号的设置也充分考虑了长时间阅读的舒适度，特别是那些包含大量希腊字母和复杂上下标的矩阵表示，都能被清晰地区分开来，避免了眼神疲劳。有些教材为了节省篇幅，会把公式挤压得很紧凑，读起来非常吃力，但这本书显然没有采取这种“吝啬”的做法，留白得当，使得重点突出，也方便读者在空白处做批注和推导。这种对细节的精益求精，体现了出版方对学术规范的尊重，也极大地提升了阅读体验。总而言之，这是一本可以放心大胆地依赖其准确性和清晰度来进行系统学习的优秀教材，省去了我们反复核对印刷错误的烦恼，可以将精力完全集中在复杂的理论理解上。