自动控制原理(附光盘) 9787560941646 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴怀宇，廖家平 著

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• 系统分析
• 数学模型
• 传递函数
• 稳定性
• 频率响应
• 控制系统设计

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出版社： 华中科技大学出版社

ISBN：9787560941646

商品编码：29724863660

包装：平装

出版时间：2007-09-01

基本信息

书名:自动控制原理(附光盘)

定价：36.80元

售价：25.0元,便宜11.8元,折扣67

作者:吴怀宇,廖家平

出版社：华中科技大学出版社

出版日期：2007-09-01

ISBN：9787560941646

字数：

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版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.499kg

编辑推荐

内容提要

本书是根据国家教育部高等院校电气工程类专业“自动控制原理”课程教学大纲的要求编写的。全书从高等工程教育对人才的培养目标出发，讨论了经典控制理论的基本概念、基本原理和基本方法，着重加强对基本理论及其应用的阐述。全书共8章，内容包括：自动控制与自动控制系统的一般概念；控制系统的数学模型；控制系统的时域分析法、根轨迹法和频率特性法；系统的校正方法；离散控制系统的概念、特点和研究方法。
全书结构合理，层次分明，系统、完整地反映了控制理论的发展，重要内容的分析、推证都比较详细。在每章的后，引入了用Matlah进行控制理论相关问题和方法的计算机仿真分析、计算和绘图。本书还附有教学光盘供课堂教学和自学使用。本书可作为自动化专业、电气工程及其自动化专业、测控技术与仪器专业及其相关专业的本科生及研究生教材，也可供从事控制理论与控制工程研究、设计和应用的科技工作者参考使用。

目录

1 绪论
1.1 自动控制理论的形成与发展
1.2 自动控制系统的基本概念
1.3 自动控制系统的基本构成
1.4 自动控制系统的分类
1.5　对自动控制系统的基本要求
1.6　教学内容与要求
本章小结
习题
2　控制系统的数学模型
2.1　线性系统的微分方程
2.2　非线性系统的线性化
2.3　传递函数
2.4　方框图及其变换
2.5　信号流图及其应用
2.6　控制系统的典型传递函数
2.7　用Matlab处理系统数学模型
本章小结
习题
3　控制系统的时域分析
3.1　典型输入信号
3.2　线性定常系统的时域响应与性能指标
3.3　一阶系统的时域响应
3.4　二阶系统的时域响应
3.5　高阶系统的时域响应
3.6　线性定常系统的稳定性
3.7　系统的稳态误差
3.8　用Matlab和Simulink进行瞬态响应分析
本章小结
习题
4　根轨迹法
4.1　根轨迹法的概念
4.2　根轨迹方程
4.3　常规根轨迹及其绘制
4.4　广义根轨迹及其绘制
4.5　用根轨迹分析控制系统
4.6　用Matlab绘制根轨迹
本章小结
习题
5　控制系统的频域分析
5.1　频率特性的基本概念
5.2　典型环节的频率特性
5.3　系统开环频率特性
5.4　奈奎斯特稳定判据
5.5　控制系统的相对稳定性
5.6　闭环系统频率特性
5.7　频域性能指标与时域性能指标的关系
5.8　用Matlab进行频域分析
本章小结
习题
6　控制系统的校正与设计
6.1　控制系统校正的概念
6.2　基本控制规律分析
6.3　常用校正装置及其特性
……
7　非线性控制系统
8　离散控制系统
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《现代电子技术与应用》 内容简介 《现代电子技术与应用》是一本面向广泛读者群体的专业书籍，旨在系统性地介绍当前电子技术领域的核心概念、关键技术以及在各个行业的创新应用。本书力求在理论深度与实践指导之间取得平衡，既能满足相关专业学生的学习需求，也能为从事电子行业研究、开发、生产和维护的工程师提供有价值的参考。 第一部分：电子技术基础 本书的开篇将从电子技术最根本的基石——半导体器件——讲起。我们会深入剖析二极管、三极管、场效应管等基本器件的物理特性、工作原理和关键参数，并重点介绍它们在放大、开关等基本功能中的应用。接着，本书将系统阐述集成电路（IC）的构成与发展，详细讲解线性集成电路（如运算放大器、稳压器）和数字集成电路（如逻辑门、时序逻辑电路）的设计理念、工作方式以及典型应用。MOSFET、CMOS等先进工艺技术也将得到深入的介绍，帮助读者理解现代电子器件小型化、高性能化的根本原因。 在电路分析方面，本书将复习并深化必要的电路理论知识，包括基尔霍夫定律、叠加定理、戴维宁定理、诺顿定理等，并结合实际电子电路进行应用练习。AC/DC电路的分析方法、瞬态响应、频率响应等概念将得到清晰的阐释。信号与系统是电子工程的另一重要支柱，本书将系统介绍信号的分类（连续/离散、周期/非周期、能量/功率）、系统的基本性质（线性、时不变、因果性、稳定性），以及傅里叶分析、拉普拉斯变换、Z变换等强大的分析工具，这些工具对于理解和设计复杂的电子系统至关重要。 第二部分：模拟电子技术 本部分将聚焦于模拟信号的处理与设计。我们将详细讲解放大器电路的设计，包括不同类型的放大器（共射、共集、共基、差分放大器）的特点、增益、输入输出阻抗、频率特性等。运算放大器（Op-Amp）作为模拟电路设计的核心组件，将得到重点介绍，涵盖其理想模型、实际特性、各种经典应用电路（如加法器、减法器、积分器、微分器、滤波器、比较器）以及高级应用（如信号发生器、电源）。 滤波器是模拟信号处理中不可或缺的部分，本书将深入讲解低通、高通、带通、带阻滤波器的工作原理，并介绍巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔等经典滤波器逼近方法的设计与选择。振荡器电路的设计与分析也是本部分的重要内容，包括RC振荡器、LC振荡器、晶体振荡器等，并探讨其稳定性、频率精度和输出波形。 此外，本书还将介绍模拟信号的调制与解调技术，如幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等，并讨论其在通信系统中的应用。电源电路的设计与管理也是模拟电路的重要组成部分，我们将介绍线性稳压器、开关稳压器（DC-DC转换器）的设计原理、效率优化以及纹波抑制等关键技术。 第三部分：数字电子技术 数字电子技术是现代电子系统的“大脑”，本书将从逻辑门电路开始，系统介绍布尔代数、逻辑函数的化简（如卡诺图法、奎恩-麦克拉斯基法）和组合逻辑电路的设计（如编码器、译码器、多路选择器、加法器、减法器）。 时序逻辑电路是实现记忆和状态转移的关键，本书将详细讲解触发器（RS、JK、D、T触发器）的工作原理和应用，以及基于触发器的寄存器、计数器（同步、异步）的设计。状态机的设计将是本部分的重点，包括有限状态机（FSM）的概念、状态转移图、状态表以及硬件描述语言（HDL）在数字电路设计中的初步应用。 对于数字信号处理（DSP）的基本概念，本书也将进行介绍，包括采样、量化、编码等过程，以及数字滤波器的基本原理。微处理器和微控制器是数字系统中的核心，本书将简要介绍其基本结构、工作原理以及在嵌入式系统中的作用。 第四部分：嵌入式系统与微控制器 随着电子技术的飞速发展，嵌入式系统已渗透到我们生活的方方面面。本部分将专注于嵌入式系统的概念、体系结构和设计流程。我们将重点介绍嵌入式系统的组成部分，包括微控制器（MCU）、存储器、输入/输出接口、传感器、执行器以及通信模块。 本书将选择一款或几款主流的嵌入式微控制器（如ARM Cortex-M系列、AVR系列等）作为实例，深入剖析其指令集、存储器映射、中断系统、定时器/计数器、ADC/DAC、通信接口（如UART, SPI, I2C）等核心功能。我们将详细讲解嵌入式软件开发的基本流程，包括硬件选型、原理图设计、PCB布局、软件开发环境搭建、代码编写、调试以及固件烧写。 实时操作系统（RTOS）在复杂嵌入式系统中扮演着至关重要的角色，本书将介绍RTOS的基本概念，如任务管理、进程间通信、中断处理、调度算法等，并展示如何利用RTOS来管理多任务并发执行，提高系统的实时性和可靠性。 第五部分：通信系统与数字信号处理 信息无处不在，通信系统是信息传递的桥梁。本部分将从通信系统的基本原理入手，介绍模拟通信和数字通信的构成与特点。我们将深入讲解信源编码、信道编码、调制解调、多路复用等关键技术，以及不同类型的通信系统（如蜂窝通信、无线局域网、卫星通信）的工作方式。 数字信号处理（DSP）技术在现代通信、音频视频处理、图像识别等领域发挥着核心作用。本书将更深入地探讨DSP的基本概念，包括离散时间信号和系统、Z变换、离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）。数字滤波器的设计将是重点，包括FIR滤波器和IIR滤波器的设计方法、性能指标和实现。 我们还将介绍现代通信系统中常用的关键技术，如OFDM（正交频分复用）、MIMO（多输入多输出）等，并探讨它们在提升通信速率和频谱利用率方面的作用。 第六部分：传感器技术与应用 传感器是连接物理世界与电子系统的“感官”。本书将系统介绍各类常用传感器的原理、特性和应用。我们将涵盖温度传感器（热电偶、热敏电阻、RTD）、压力传感器、位移传感器（LVDT、电位计）、光传感器（光电二极管、光敏电阻）、气体传感器、生物传感器以及加速度计、陀螺仪等惯性传感器。 对于每种传感器，本书将详细讲解其工作原理、测量范围、精度、线性度、响应时间等关键参数，以及如何进行信号调理和数据采集。我们将通过实际案例，展示这些传感器在工业自动化、环境监测、医疗健康、消费电子等领域的广泛应用，并探讨传感器融合技术在提升系统感知能力和鲁棒性方面的作用。 第七部分：电源管理与功率电子 在任何电子系统中，稳定高效的电源供应都是不可或缺的。本部分将深入探讨电源管理和功率电子技术。我们将详细介绍线性稳压器和开关稳压器（DC-DC转换器）的设计原理，包括 Buck、Boost、Buck-Boost 等拓扑结构，以及它们在提高效率、降低发热方面的优势。 本书还将介绍AC-DC转换器（整流器、滤波器、稳压器）的设计，以及功率因数校正（PFC）技术在现代电源系统中的重要性。我们将讨论高频开关电源的设计挑战，包括电磁兼容性（EMC）、热管理和可靠性。 功率电子器件（如MOSFET、IGBT、Thyristor）在电力电子转换中扮演着核心角色，本书将介绍这些器件的特性、驱动电路以及在变频器、逆变器、电力调节设备等应用中的使用。 第八部分：电磁兼容性（EMC）与可靠性 随着电子设备日益复杂和集成度不断提高，电磁兼容性（EMC）和系统可靠性成为了至关重要的设计考量。本部分将系统介绍EMC的基本概念，包括电磁干扰（EMI）的产生、传播和耦合机制，以及电磁敏感性（EMS）。我们将讲解降低EMI的常用技术，如滤波、屏蔽、接地、布局布线优化等，并介绍EMS的防护措施。 在可靠性方面，本书将介绍电子系统的可靠性理论基础，包括失效率、平均无故障时间（MTTF/MTBF）等概念。我们将探讨影响电子产品可靠性的主要因素，如元器件老化、环境应力（温度、湿度、振动）、设计缺陷等。本书还将介绍可靠性设计方法、加速寿命试验、故障模式与影响分析（FMEA）等技术，以帮助读者设计和制造出稳定可靠的电子产品。 第九部分：电子技术在现代工业中的应用 本书的最后一章将聚焦于电子技术在各个现代工业领域中的创新应用，以展示理论知识的实践价值。我们将探讨电子技术在工业自动化中的作用，包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分布式控制系统）、SCADA（监控和数据采集）系统的应用，以及机器人技术、传感器网络和物联网（IoT）在智能工厂中的部署。 在通信与网络领域，我们将介绍光纤通信、5G通信、Wi-Fi技术以及物联网（IoT）的通信协议和应用场景。 在汽车电子方面，本书将介绍车载电子控制单元（ECU）、传感器、执行器、ADAS（高级驾驶辅助系统）、车联网等技术。 在消费电子领域，我们将探讨智能手机、智能家居、可穿戴设备等产品的核心电子技术和设计理念。 最后，本书还将展望电子技术的未来发展趋势，如人工智能与电子技术的融合、量子计算、先进封装技术以及可持续电子设计等，激发读者的学习兴趣和创新思维。 《现代电子技术与应用》力求通过结构清晰、内容详实、图文并茂的呈现方式，帮助读者构建完整的电子技术知识体系，掌握解决实际工程问题的能力，并为未来的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本《自动控制原理（附光盘）》绝对是工程学入门的绝佳选择，尤其是对于初次接触控制系统设计的学生来说。光盘内容的丰富程度超出了我的预期，它不仅仅是课本知识的简单数字化，更是提供了大量可以动手实践的仿真案例。我记得当初啃课本的时候，那些复杂的传递函数和状态空间模型总是感觉有些抽象，难以建立直观的认识。但是有了配套的光盘，我可以直接在软件环境中看到系统响应曲线是如何随着参数的变化而改变的，比如PID控制器中比例、积分、微分系数微调时，对系统稳定性和暂态响应的影响，那种“所见即所得”的学习体验，极大地加深了我对理论的理解。书中对经典控制理论的讲解层次分明，从时间域分析到频率域分析，过渡得非常自然。特别是奈奎斯特图和根轨迹的绘制部分，书本上的图示配合光盘中的交互式工具，让原本被认为是“难点”的部分变得清晰明了。对于我们这些工科生来说，最终目的是解决实际工程问题，这本书在理论深度和工程应用之间找到了一个非常好的平衡点，强烈推荐给所有自动化、电气工程及相关专业的同学。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前尝试过几本市面上主流的《自动控制原理》教材，坦白讲，很多版本要么过于偏重数学推导，读起来枯燥乏味，像是高深的数学论文集；要么又为了迎合初学者，把理论讲得过于浅显，缺乏深入研究的价值。但这一本（ISBN：9787560941646）给我的感觉非常不同，它仿佛请了一位经验丰富的老教授来给你娓娓道来。作者在阐述如李雅普诺夫稳定性判据这类高阶概念时，没有直接堆砌复杂的微积分公式，而是先从物理意义上解释“为什么需要这个判据”，以及它在判断非线性系统稳定性时的优势。这种“先树立概念骨架，再填充数学血肉”的写作手法，让我的学习过程非常顺畅。此外，书中对现代控制理论，特别是状态观测器和现代控制器的设计思想也有相当深入的介绍，这对于我们后续接触更复杂的工业自动化项目至关重要。虽然篇幅不薄，但翻阅起来，你很少会觉得疲惫，因为它始终保持着一种引导你去思考、去探索的节奏感，而不是生硬地灌输知识点。

评分☆☆☆☆☆

作为一名自学的爱好者，我主要关注的是教材的自学友好度和资源的完备性。这本书的结构设计在这方面做得相当出色。每一章的末尾都设计了不同难度的习题，并且配套的答案解析详尽到令人惊喜。很多习题不仅给出了最终结果，还附带了详细的解题步骤和思路分析，这对于没有老师随时指导的自学者来说，简直是救命稻草。更不用说那个附带的光盘了，它不仅仅是一个附件，简直是提升学习效率的“作弊码”。我特别喜欢光盘里提供的几个经典控制系统（比如直流电机调速系统、倒立摆系统）的MATLAB/Simulink模型。我可以直接打开这些模型，修改反馈结构或者输入信号，观察系统在不同工况下的表现。这种即时反馈机制，让我能够迅速验证书本上的理论推导是否正确，避免了大量重复的计算错误，从而能将更多精力集中在控制策略的设计和优化上。可以说，这本书是以一种非常“现代教育”的方式来呈现这门经典学科的。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，最初我对“附光盘”的版本是持保留态度的，总觉得现在都是云端资源共享的时代了，实体光盘显得有些过时。然而，使用之后我完全改变了看法。这套光盘的价值体现在其稳定性和集成性上。它提供的仿真环境和配套软件接口非常稳定，与我使用的操作系统和主流的工程软件（如早期版本的MATLAB）兼容性极佳，省去了我在网上搜寻兼容资源、处理各种环境配置问题的烦恼。书中对被控对象的建模过程，从物理描述到数学模型的抽象，讲解得深入且细致，特别是在处理分布式参数系统和延迟系统时，作者展现了扎实的功底。更值得称赞的是，教材在引入先进的鲁棒控制和最优控制概念时，采取了一种循序渐进的方式，先是用简单的例子展示了传统控制的局限性，然后自然而然地引出了现代方法的需求。这种论证逻辑非常具有说服力，让人心悦诚服地接受了这些复杂理论的必要性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量也值得称赞，这对于需要长时间阅读和查阅的理工科教材来说，至关重要。纸张的触感和字体的清晰度都很高，长时间盯着复杂的公式看也不会感到眼睛过度疲劳。在内容深度上，它巧妙地穿插了一些历史背景和工程实例，让《自动控制原理》这门看似“冷硬”的学科，变得有血有肉。比如，在讲解PID控制器的发展历程时，作者会提到早期的工业应用场景，这使得抽象的控制参数与现实世界中的调节任务产生了联系。我个人认为，这本书的优点在于它不满足于只讲“怎么做”（How），更深入地探讨了“为什么这么做”（Why）。例如，在分析系统超调和振荡问题时，书中不仅提供了减小超调的方法，还从能量角度解释了振荡产生的根源。这种注重底层原理的教学方式，培养的不仅仅是会套公式的工程师，更是具备创新思维的控制系统设计师。它提供的是一个坚实的基础平台，让我们可以自信地迈向更复杂的控制领域。