自动控制原理知识要点及典型习题详解(李书臣) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李书臣 著

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• 李书臣
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店铺： 广影图书专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122120380

商品编码：29623718062

包装：平装

出版时间：2011-10-01

基本信息

书名：自动控制原理知识要点及典型习题详解(李书臣)

定价：28.00元

作者：李书臣

出版社：化学工业出版社

出版日期：2011-10-01

ISBN：9787122120380

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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李书臣主编的本书共9章。章介绍了自动控制系统常用的术语和概念，并给出了从控制系统到方框图转换的多个实例分析。第2章介绍了数学模型的概念，并重点对传递函数分析和方框图、梅逊公式的数学模型简化方法进行了详细讨论。第3章介绍了线性系统的时域分析方法，并重点对系统的稳定性、快速性、准确性分析方法做了讨论。第4章介绍了系统的根轨迹方法，对根轨迹作图及分析系统性能做了讨论。第5章介绍了频率响应法，重点讲解了频率特性作图、分析方法，并且给出了截止频率、相位裕量的计算方法。第6章介绍了线性系统的校正方法，涉及串联频率法校正，给出了校正网络设计方法和稳定裕量验算方法。第7章介绍了有关采样控制系统的计算问题。第8章介绍了非线性系统的描述函数和相平面分析法。第9章介绍了线性系统的可控性、可观测性、稳定性、实现、极点配置等内容。　　本书选材力求内容全面、分析透彻,例题具有的代表性，并且给出多种解法，帮助读者分析*简单的解题步骤。特别推荐：本书配套教材为 《自动控制原理(王永骥)(二版)》

内容提要

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　　本书包括现在通行的“自动控制原理”课程的基本内容，本书分9章，每一章都列出该章整体的知识结构图，并列出重点和难点以及基本要求，然后进行典型例题讲解，讲明知识考查点，后是测试题，题型有填空题、单选题、简答题、综合计算题等，学生可以自本书主要供自动化及相关专业的本科生正常上课时同步学习和期末考试复习使用，也可以作为研究生入学考试复习用书。

目录

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1 自动控制的一般概念
1.1 知识要点
1.1.1 知识结构图
1.1.2 知识重点
1.1.3 知识难点
1.1.4 基本要求
1.2 典型习题详解
1.3 测试题及答案

2 自动控制系统的数学模型
2.1 知识要点
2.1.1 知识结构图
2.1.2 知识重点
2.1.3 知识难点
2.1.4 基本要求
2.2 典型习题详解
2.3 测试题及答案

3 控制系统的时域分析法
3.1 知识要点
3.1.1 知识结构图
3.1.2 知识重点
3.1.3 知识难点
3.1.4 基本要求
3.2 典型习题详解
3.3 测试题及答案

4 根轨迹法
4.1 知识要点
4.1.1 知识结构图
4.1.2 知识重点
4.1.3 知识难点
4.1.4 基本要求
4.2 典型习题详解
4.3 测试题及答案

5 频率响应法
5.1 知识要点
5.1.1 知识结构图
5.1.2 知识重点
5.1.3 知识难点
5.1.4 基本要求
5.2 典型习题详解
5.3 测试题及答案

6 线性系统的校正方法
6.1 知识要点
6.1.1 知识结构图
6.1.2 知识重点
6.1.3 知识难点
6.1.4 基本要求
6.2 典型习题详解
6.3 测试题及答案

7 采样系统理论
7.1 知识要点
7.1.1 知识结构图
7.1.2 知识重点
7.1.3 知识难点
7.1.4 基本要求
7.2 典型习题详解
7.3 测试题及答案

8 非线性系统分析法
8.1 知识要点
8.1.1 知识结构图
8.1.2 知识重点
8.1.3 知识难点
8.1.4 基本要求
8.2 典型习题详解
8.3 测试题及答案

9 状态空间分析法
9.1 知识要点
9.1.1 知识结构图
9.1.2 知识重点
9.1.3 知识难点
9.1.4 基本要求
9.2 典型习题详解
9.3 测试题及答案
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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现代工程的脉搏：深入理解与掌控动态系统 在当今科技飞速发展的时代，几乎所有现代工程系统，从最精密的航空航天器到日常生活中随处可见的智能家电，都离不开一个核心的概念——自动控制。自动控制系统赋予了机器生命，使它们能够根据预设的目标自主运行，并能实时感知环境变化并做出最优响应。这不仅极大地提高了生产效率和工程精度，更是人类突破自身局限，实现许多过去难以想象的壮举的基石。 本书旨在为您揭开自动控制系统的神秘面纱，系统性地梳理其核心理论、关键技术和实际应用。我们将深入探讨构成自动控制系统的基本要素，分析其工作原理，并带领您掌握设计、分析和优化这些系统的关键方法。本书的目的是让您能够理解自动控制的“为什么”和“如何做”，从而在您的专业领域中，能够更有效地运用自动控制技术，解决复杂的工程问题，并创造出更智能、更高效的系统。 核心理论的基石：搭建自动控制知识的框架 要理解自动控制，首先必须建立起坚实的理论基础。本书将从最基础的概念入手，逐步深入。 1. 系统建模：刻画物理世界的语言 任何控制系统的设计都始于对被控对象的精确描述。我们将深入讲解如何将实际的物理系统（无论是机械、电气、液压还是热系统）转化为数学模型。这包括： 数学模型的种类： 了解微分方程、传递函数、状态空间方程等不同模型形式的特点、适用范围及其相互转换的方法。例如，对于一个简单的弹簧-质量-阻尼系统，我们将学习如何根据牛顿第二定律列出微分方程，然后如何通过拉普拉斯变换得到其传递函数，或者如何将其表示成状态空间的形式。 线性化与近似： 现实世界中的许多系统是非线性的，但在特定工作点附近，线性化是进行分析和设计的重要手段。我们将探讨常用的线性化方法，以及在何种条件下近似是有效的。 时域与频域分析： 理解系统在时间维度和频率维度上的响应特性是至关重要的。我们将深入分析系统的瞬态响应（如超调量、调节时间）和稳态响应，以及如何通过频率响应（如伯德图、奈奎斯特图）来评估系统的稳定性和动态性能。 2. 稳定性分析：系统能否“听话”的关键 稳定性是自动控制系统最基本的要求。一个不稳定的系统将导致输出发散，甚至可能对设备和人员造成严重损害。我们将系统性地学习： 稳定性判据： 掌握多种判别系统稳定性的方法，包括劳斯-赫尔维茨判据、奈奎斯特判据、根轨迹法等。这些方法将帮助我们预测系统在不同参数配置下是否稳定，并指导我们如何调整参数以获得期望的稳定性。 临界稳定性与相对稳定性： 理解稳定性的不同程度，以及如何量化系统的稳定性裕度，从而在性能和稳定性之间做出权衡。 3. 系统性能指标：衡量控制效果的标尺 一个稳定的系统只是基本要求，我们还需要评估其控制效果是否良好。本书将详细阐述： 时域性能指标： 介绍如何通过超调量、峰值时间、调节时间、稳态误差等指标来量化系统的动态和稳态性能。我们将学习这些指标与系统参数（如阻尼比、固有频率）之间的关系。 频域性能指标： 探讨带宽、峰值增益等频域指标如何反映系统的动态响应速度和抗干扰能力。 4. 控制器设计：赋予系统“智慧”的灵魂 控制器的作用是将控制器的输出信号施加到被控对象上，使其按照预期的规律运行。我们将深入探讨各种经典的控制器设计方法： PID 控制器： 学习比例（P）、积分（I）、微分（D）控制的作用原理，以及如何根据系统特性和性能要求整定PID参数（如Ziegler-Nichols方法）。PID控制器因其简单、鲁棒性好、易于实现而在工业界得到了广泛应用。 超前/滞后校正： 掌握如何通过引入超前或滞后环节来改善系统的相位裕度或幅值裕度，从而提高系统的稳定性和动态性能。 状态反馈控制： 学习如何利用系统的状态信息来设计更优的控制器，实现极点配置等高级控制目标。 典型应用场景：让理论落地生根 理论的学习最终是为了解决实际问题。本书将通过丰富的实例，展示自动控制技术在各个领域的广泛应用。 工业自动化： 从生产线上的机器人控制到化工过程的温度、压力、流量调节，自动控制系统是现代工业的心脏。我们将分析这些系统的工作原理和设计挑战。 航空航天： 飞机的自动驾驶仪、导弹的制导系统、卫星的姿态控制等，都依赖于先进的自动控制技术。我们将探讨在这些高精度、高可靠性要求下的控制方法。 机器人技术： 移动机器人、机械臂的精确轨迹跟踪、力控等，都需要复杂的控制算法来实现。 交通系统： 汽车的巡航控制、列车的自动驾驶、智能交通信号灯等，都在不断优化着人们的出行体验。 生命科学与医学： 药物输送系统的精确控制、医疗诊断设备的自动化操作，都体现了自动控制在精细化操作中的价值。 新能源领域： 风力发电机、太阳能发电系统的最大功率跟踪，以及电网的稳定控制，都离不开自动控制的支撑。 学习方法与思维方式：培养解决问题的能力 本书不仅提供知识，更注重培养您的学习方法和工程思维。 系统性学习： 我们强调将自动控制作为一个整体来理解，而不是孤立地记忆各个概念。通过清晰的逻辑脉络，将模型、分析、设计和应用有机地结合起来。 图示与直观理解： 许多抽象的控制理论可以通过图形和图示来直观地理解，例如根轨迹图、伯德图、时域响应曲线等。本书将充分利用这些工具，帮助您建立直观的理解。 计算与仿真： 熟练掌握必要的数学工具，并利用仿真软件（如MATLAB/Simulink）进行系统模拟和参数验证，是检验理论、优化设计的重要手段。 问题导向： 鼓励您在学习过程中，思考实际工程中遇到的问题，并尝试用自动控制的理论来分析和解决。 谁适合阅读本书 本书适合所有对现代工程技术感兴趣的读者，特别是： 高等院校相关专业学生： 如自动化、电气工程、机械工程、电子工程、计算机科学等专业的本科生和研究生，本书将是您系统学习自动控制理论的理想参考。 工程技术人员： 无论您身处哪个工程领域，如果您的工作涉及到需要精确控制、系统优化或自动化设计的任务，本书都将为您提供宝贵的知识和方法。 对科技前沿感兴趣的爱好者： 如果您希望了解现代科技如何运作，特别是那些让机器能够自主“思考”和“行动”的原理，那么本书将为您打开一扇通往智能世界的大门。 掌控动态，驱动未来。 深入理解自动控制原理，就是掌握了现代工程的脉搏。本书将陪伴您一同踏上这段探索之旅，从理解到掌控，从理论到实践，最终实现对复杂动态系统的精准驾驭，为您的工程创新和技术发展注入强大动力。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是通往自动控制世界的一扇明灯！我一直在寻找一本能够系统梳理自动控制原理知识要点的书籍，但市面上很多要么过于理论化，要么习题不够深入。李书臣老师的这本《自动控制原理知识要点及典型习题详解》恰恰填补了这一空白。首先，它的知识点梳理极其到位，几乎涵盖了自动控制原理的核心内容，从系统的时域分析、频域分析到系统的稳定性、根轨迹，再到PID控制器设计等等，每一个章节的标题就预示着清晰的学习路径。最让我惊喜的是，它不仅仅罗列了知识点，而是用非常易于理解的语言进行了解释，将复杂的概念拆解得井井有条。比如，在讲解系统稳定性时，它不仅给出了Routh判据、Nyquist判据的公式，还深入剖析了这些判据背后的物理意义，以及它们在实际工程中如何指导我们判断系统的稳定性。对于初学者来说，这无疑是建立扎实理论基础的绝佳选择，完全不会感到晦涩难懂，而是像在一位经验丰富的老师的指导下学习一样。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种习惯于通过练习来巩固知识的学习者来说，这本书的习题部分简直是如获至宝！传统的教材往往习题过于简单，无法反映真实工程中的复杂性，而有些习题集又过于偏重计算，忽略了对概念的理解。李书臣老师在这本书中精心挑选了大量具有代表性的典型习题，而且每道题都配有详尽的解答过程。不仅仅是给出最终答案，而是详细地展示了每一步的推导思路、关键公式的应用，甚至还对解题过程中可能遇到的误区进行了提醒。比如，一道关于根轨迹绘制的习题，它不仅一步一步展示了如何计算渐近线、虚轴交点等，还特别强调了在不同参数变化下，根轨迹的变化规律，以及这些规律如何影响系统的动态性能。这种“授人以鱼不如授人以渔”的讲解方式，让我真正理解了题目的考察点，也学会了如何举一反三，解决其他类似的问题。通过这些习题的训练，我对自动控制系统的分析和设计能力有了质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在职工程师，之前在工作中对自动控制系统有所接触，但理论基础相对薄弱。偶然的机会了解到李书臣老师的这本书，抱着试一试的心态入手。没想到，它真的给了我很大的启发。这本书的结构设计非常巧妙，知识点的讲解逻辑性很强，循序渐进，一点点将我从零散的认知推向系统性的掌握。特别是在介绍状态空间方法时，它清晰地阐述了状态向量的意义，以及如何通过状态方程来描述系统的动态行为。我还记得其中一道关于能控性和能观性的习题，它不仅仅是计算，还深入探讨了这两种性质对系统设计的具体影响，比如如果系统不可控，我们应该如何去调整系统参数或者增加控制器。这种理论与实际工程应用的结合，让我在学习过程中充满了成就感，感觉自己不仅仅是在背公式，而是在真正理解和掌握一门工程技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的优点之一在于其内容的深度和广度。它不仅包含了自动控制领域最基础和核心的理论知识，还涉及了一些更深入和前沿的内容，比如一些先进的控制器设计方法和系统辨识的入门。对于一个想要全面掌握自动控制原理的人来说，这本书的覆盖面非常广。更重要的是，它并没有为了追求广度而牺牲深度。每一个知识点的讲解都力求透彻，没有流于表面。比如，在讲解频率响应法时，它不仅介绍了Bode图和Nyquist图的绘制方法，还详细分析了幅频特性和相频特性与系统稳定性和动态响应之间的关系，以及如何通过这些图形来判断系统的鲁棒性。而且，它还提供了一些实际工程中的案例分析，帮助我理解这些抽象的理论在实际应用中的价值。这本书让我对自动控制原理有了更深刻的认识，也为我进一步学习更复杂的控制理论打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，我本以为它会是一本枯燥乏味的理论教科书，但事实证明我完全错了。李书臣老师的写作风格非常亲切，行文流畅，即使是像李雅普诺夫稳定性这样抽象的概念，也能被他讲解得通俗易懂。我最喜欢的部分是那些“知识要点”的总结，它们就像是提纲挈领，帮助我快速回顾和巩固一章的学习内容。而且，每章末的习题，特别是那些“详解”部分，对我来说简直是救星。很多时候，我都能自己独立完成一部分，但总会在某个细节上卡住。这时候，书中的详解就能立刻点拨我，让我恍然大悟。它不会直接给出答案，而是引导我思考，让我自己去发现问题所在。这种循序渐进的引导方式，让我感觉自己像是在和老师一起攻克难题，而不是独自面对。总而言之，这是一本真正为读者着想的书，学习过程充满乐趣和收获。