线性控制系统分析与设计（第4版） [Linear Control System Analysis and Design (Fourth Edition)] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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达佐（John J.Dazzo），赫佩斯（constantine H.Houpis） 编

图书标签:

• 控制系统
• 线性系统
• 自动控制
• 系统分析
• 系统设计
• 控制理论
• MATLAB
• Simulink
• 反馈控制
• 现代控制理论

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302041368

版次：4

商品编码：10485883

品牌：清华大学

包装：平装

外文名称：Linear Control System Analysis and Design (Fourth Edition)

开本：16开

出版时间：2000-12-01

页数：763

正文语种：英文

编辑推荐

《线性控制系统分析与设计（第4版）》问世以来，以其内容的基础性，论述的严谨性，教学的适用性，内容的不断删旧更新，而被症状国多所知名大学采用作为控制理论与控制工程专业方向的本科层次的控制理论教材或主要教学参考书。

内容简介

《线性控制系统分析与设计（第4版）》的定位是为期望获得控制理论的坚实基础的工程系科本科生提供一本内容智谋和可读性好的教材。在安排上覆盖了经典控制理论和现代控制理论的基础部分；在对象上包括了连续控制系统和数字控制系统；在方法上兼顾了频率响应法、根轨迹法和状态空间法；在论述上涉及到控制系统模型的建立、系统特性和性能的分析、以及基于状态反馈和输出反馈的控制器的设计等基本部分。

目录

1,Introduction
2,Writing system Equations
3,Solution of Differential Equations
4,Laplace Transform
5,System Representation
6,Control-system characteristics
7,Root Locus
8,Frequency Response
9,closed-loop tracking performance based
10,Root-Locus compensation:design
11,Frequency-Response compensation design
12,control-Ratio modeling
13,Design:closed-Loop Pole-Zero Assignment
14,Parameter sensitivity and state space trajectories
15,Digital Control systems
16,Entire Eigenstructure Assinment for Multivariable systems
17,Design of Tracking systems using output Feedback
18,Quantitative Feeback Theory（QFT）Technique

前言/序言

　　由John J．D’azzo和Constantine H．Houpis编著的“IJnear Control SystemAnalysis and：Design”一书，初版本出版于1975年，现今的第四版版本出版于1995年。本书的定位是要为期望获得控制理论的坚实基础的工程系科本科生提供一本内容适度和可读性好的教材。在安排上覆盖了经典控制理论和现代控制理论的基础部分，在对象上包括了连续控制系统和数字控制系统，在方法上兼顾了频率响应法、根轨迹法和状态空间法，在论述上涉及到控制系统模型的建立、系统特性和性能的分析、以及基于状态反馈和输出反馈的控制器的设计等基本部分。本书问世以来，以其内容的基础性，论述的严谨性，教学的适用性，内容的不断删旧更新，而被美国多所知名大学采用作为控制理论与控制工程专业方向的本科层次的控制理论教材或主要教学参考书。
　　纵观本书的体系结构和内容取舍，可以看出，作为面向控制工程系科本科生的控制理论教材，本书具有如下四个明显的特点。
　　（1）体系结构上突出了层次性，把全书所涉及的章节内容从学科和教学’的角度区分为三个层面，为教和学提供了清晰的分界线。一是“模型和求解”层面，由第2章到第4章构成，着重于介绍对各类物理系统建立模型所必要的数学基础和建立方法，以及求解系统响应的古典方法和拉普拉斯变换方法。二是“基本理论和方法”层面，覆盖第5章到第15章，包含了自动化专业本科生控制理论教学的必需知识结构，着重于有层次地介绍控制系统的描述方法和基本特性，基于频率响应法、根轨迹法和状态空间法的控制系统分析和设计技术，灵敏度分析和数字控制系统专题等。三是“本科层次高等专题”层面，包括第16章到第18章，分别介绍了三类特殊的先进控制系统的设计技术，以扩大教学的视野和知识面。
　　（2）内容取舍上兼顾了基础性和时代性，把全书的主要内容配置在控制理论中的基本的和现代的理论和方法上，以期向控制工程学科的本科生提供清晰的、数量适度的、与时代相匹配的知识。表现在对象上，主要以单输入单输出（SISO）系统为主，适量讨论多输入多输出（MIMO）系统。

经典理论与前沿技术的融合：现代控制系统设计之道 本书旨在深入探讨控制系统设计领域的核心理论与实践方法，为读者构建一个全面而深刻的理解框架。我们将在经典控制理论的坚实基础上，融汇现代控制理论的精髓，并积极探索当前控制工程领域的前沿发展与技术趋势，从而为读者提供一套完备的控制系统分析与设计工具箱。 第一部分：控制系统基础与经典理论 本部分将从最基础的控制系统概念入手，循序渐进地引导读者进入控制工程的宏大世界。 第一章：控制系统的基本概念与分类 我们将首先定义什么是控制系统，阐述其在现代工程与生活中的普遍存在及其重要性。通过大量实例，我们将区分开闭环控制与开环控制系统的基本原理、特点、优缺点，以及它们各自适用的场景。此外，还将介绍线性与非线性系统、连续时间与离散时间系统、时不变与时变系统等关键分类，为后续章节的深入学习奠定概念基础。 第二章：数学模型与传递函数 理解和描述动态系统是控制工程的基石。本章将详细介绍如何使用数学方程（如微分方程）来精确地刻画物理系统的动态行为。重点将放在如何将这些时域方程转化为频率域的传递函数，这是分析系统稳定性和频率响应的强大工具。我们将演示如何通过拉普拉斯变换来完成这一过程，并介绍传递函数的零极点概念及其对系统性能的直观影响。 第三章：时域分析 在经典控制理论中，对系统响应的分析至关重要。本章将深入探讨系统在标准输入信号（如单位阶跃、单位斜坡、单位脉冲）作用下的时域响应特性。我们将分析超调量、峰值时间、调节时间、稳态误差等关键性能指标，并研究它们与系统传递函数参数之间的内在联系。通过理解这些时域特性，工程师可以预测和评估系统的动态性能，并进行初步的参数设计。 第四章：稳定性分析 稳定性是控制系统最基本的要求。本章将系统地介绍判断系统稳定性的多种经典方法。我们将详细讲解拉依塔数稳定性判据（Routh-Hurwitz Criterion），通过代数方法判断系统特征方程的根是否具有负实部。同时，还将引入频率域的稳定性判据，如奈奎斯特稳定性判据（Nyquist Criterion）和根轨迹法（Root Locus Method）。根轨迹法尤其直观，能够展示当系统增益或其他参数变化时，闭环极点的位置如何移动，从而判断系统在不同参数下的稳定性边界。 第五章：频率响应分析 频率响应是另一种重要的系统分析工具，尤其适用于分析系统在高频和低频下的表现，以及其对不同频率信号的滤波特性。本章将介绍波特图（Bode Plot）、奈奎斯特图（Nyquist Plot）和尼科尔斯图（Nichols Chart）等图形工具。我们将分析这些图形如何直观地展示系统的幅值和相位响应，并如何利用它们来分析系统的带宽、增益裕度和相位裕度，从而评估系统的稳定性和动态性能。 第六章：根轨迹法 根轨迹法提供了一种强大的可视化工具，用于分析闭环系统极点随开环系统增益变化的轨迹。本章将详细讲解绘制根轨迹的步骤和规则，包括起始点、终点、渐近线、分离点、转折点等。通过观察根轨迹与虚轴的交点，我们可以确定系统发生稳定性的临界增益。此外，根轨迹法也为控制器设计提供了重要的依据，可以帮助我们选择合适的增益来满足稳定性要求。 第七章：PID控制器设计 比例-积分-微分（PID）控制器是工业界最广泛使用的控制器类型。本章将深入讲解PID控制器的原理，包括比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分的各自作用及其对系统响应的影响。我们将介绍 Ziegler-Nichols 调优法等经典整定方法，并讨论如何根据系统特性和性能要求来选择和调整PID参数，以实现期望的控制效果。 第二部分：现代控制理论与先进设计方法 在掌握了经典控制理论的基础上，本部分将引入更强大、更通用的现代控制理论及其应用。 第八章：状态空间方法 状态空间方法是现代控制理论的核心。本章将介绍如何使用一组一阶线性微分方程（状态方程）和输出方程来描述系统的动态行为。我们将讲解状态向量、状态空间矩阵（A、B、C、D）的物理意义，并演示如何将传递函数模型转换为状态空间模型，反之亦然。状态空间方法能够更全面地描述系统的内部动态，并且在处理多输入多输出（MIMO）系统时具有显著优势。 第九章：可控性与可观性 可控性（Controllability）和可观性（Observability）是状态空间方法中的两个基本概念。本章将深入探讨这两个概念的数学定义、判别方法（如判别矩阵）及其物理意义。可控性关乎能否通过输入信号将系统驱动到任意状态；可观性则关乎能否通过输出信号来推断系统的内部状态。这两个性质对于控制器设计和状态估计至关重要。 第十章：线性二次型调节器（LQR） 线性二次型调节器（Linear Quadratic Regulator，LQR）是一种基于优化理论的现代控制设计方法。本章将介绍如何定义一个二次型性能指标函数，并推导出使该函数达到最优的线性状态反馈控制器。LQR能够以系统化的方式设计出最优的反馈增益，实现系统在性能和能量消耗之间的良好权衡。我们将探讨LQR设计的步骤和其在实际应用中的优越性。 第十一章：状态估计器（卡尔曼滤波器） 在许多实际系统中，系统的内部状态无法直接测量，需要通过可观性来估计。本章将重点介绍卡尔曼滤波器（Kalman Filter），这是一种最优线性估计器，能够融合系统模型信息和测量噪声，来估计系统的真实状态。我们将讲解卡尔曼滤波器的基本原理、递推算法及其在各种工程领域中的广泛应用，如导航、目标跟踪、信号处理等。 第十二章：离散时间控制系统 现代许多控制系统都在数字计算机上实现，因此离散时间控制系统的分析与设计尤为重要。本章将介绍如何将连续时间系统模型离散化，以及离散时间系统的基本分析方法，包括Z变换、脉冲响应、稳态分析等。我们将讨论离散时间系统的稳定性判据（如单位圆判据）以及离散时间PID控制器的设计。 第三部分：高级主题与工程应用 在掌握了基础理论和现代控制方法后，本部分将进一步拓展至一些高级主题，并结合工程实际，展示控制理论的强大生命力。 第十三章：非线性控制系统初步 虽然本书的重点在于线性控制系统，但现实世界中的许多系统都表现出非线性行为。本章将对非线性控制系统进行初步的介绍，包括理解非线性系统的基本特性，如饱和、死区、滞后等。我们将介绍一些基础的非线性系统分析方法，如相平面分析和李雅普诺夫稳定性分析（Lyapunov Stability Analysis），为理解更复杂的非线性控制问题打下基础。 第十四章：鲁棒控制与模型不确定性 实际的控制系统往往会受到模型参数不确定性、外部干扰等因素的影响。本章将介绍鲁棒控制（Robust Control）的概念，旨在设计出对模型不确定性具有良好适应性的控制器。我们将探讨如何量化模型不确定性，并介绍一些鲁棒控制的设计方法，如H-无穷控制（H-infinity Control）的基本思想，以保证系统在存在不确定性时的性能和稳定性。 第十五章：数字控制系统的实现 本章将聚焦于数字控制系统在实际工程中的实现细节。我们将讨论数字控制器的硬件选型（如微控制器、DSP）、采样率的选择、量化误差的影响，以及软件实现中的关键算法。此外，还将介绍一些常见的数字信号处理技术在控制系统中的应用，以及数字控制器在实际系统中可能遇到的问题和解决方法。 第十六章：控制系统的仿真与验证 在设计完成控制器后，仿真和验证是必不可少的环节。本章将介绍如何利用专业的仿真软件（如MATLAB/Simulink）来对控制系统进行建模、仿真和性能评估。我们将演示如何构建不同类型的控制系统模型，进行时域和频域仿真，并分析仿真结果。同时，还将讨论模型验证的重要性，以及如何将仿真结果与实际实验数据进行对比，以确保控制器的有效性和可靠性。 第十七章：现代控制工程的最新发展与应用 本章将展望控制工程领域的最新发展趋势，并介绍其在各个前沿领域的广泛应用。我们将探讨智能控制（如模糊控制、神经网络控制）、自适应控制、预测控制、以及在机器人、航空航天、生物医学工程、能源系统、智能交通等领域的最新研究成果与工程实践。通过了解这些前沿动态，读者可以更好地把握控制工程的未来发展方向。 通过对以上内容的系统学习，读者将能够掌握一套强大而灵活的控制系统分析与设计方法。本书不仅注重理论的严谨性，更强调实际工程的应用，力求使读者能够真正理解控制系统的内在规律，并能够独立解决实际工程中的控制问题。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对自动控制领域充满好奇心的跨学科研究者，希望能够为我的研究项目引入更专业的控制理论知识。这本《线性控制系统分析与设计（第4版）》给我留下了深刻的印象。我被它深入浅出的讲解方式所打动。即使我并非控制领域的科班出身，也能在阅读过程中逐渐理解那些看似晦涩的数学概念。书中对线性代数在控制系统分析中的应用进行了详细的阐述，这对我来说非常关键，因为我需要在我的跨学科研究中运用到这些工具。此外，书中对各种反馈控制器的分析，从基础的PID到更复杂的现代控制方法，都进行了清晰的梳理和比较，这帮助我能够根据不同的应用场景选择最合适的控制策略。我特别看好书中关于系统稳定性分析的部分，它提供了多种工具和方法，让我能够全面评估一个系统的性能。这本书的严谨性、系统性和普适性，让我相信它能够成为我学习和应用控制理论的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚开始接触控制工程的在校学生，老师推荐了这本《线性控制系统分析与设计（第4版）》。我最看重的是这本书的实用性和系统性。打开书本，最吸引我的是它清晰的逻辑结构和丰富的图示。许多复杂的概念，比如状态转移矩阵的计算，书中都配有详细的推导步骤和图例，这大大降低了我的学习难度。而且，这本书不仅仅停留在理论层面，它还融入了大量的工程实例，比如飞机姿态控制、机器人关节控制等，这些案例让我对所学理论在实际工程中的应用有了更直观的认识。我特别喜欢书中关于系统辨识和模型简化部分，这对于初学者来说是至关重要的，能够帮助我们从复杂的实际系统中提取出可用的数学模型。我之前看过的其他教材，很多都过于偏重理论，导致我难以将其与实际工程项目联系起来，而这本书在这方面做得非常好，相信它能帮助我建立起完整的控制系统设计框架。

评分☆☆☆☆☆

我最近在研究非线性控制领域，但发现对基础的线性控制理论掌握得还不够扎实，所以才入手了这本《线性控制系统分析与设计（第4版）》。拿到书之后，我立刻被它详尽的理论阐述和精妙的数学推导所吸引。我尤其欣赏它在讲解每个概念时，都会追溯到其物理含义和工程背景，而不是单纯的数学公式堆砌。例如，在介绍PID控制器时，它不仅给出了公式，还深入分析了比例、积分、微分项各自对系统动态性能的影响，以及如何通过调整参数来达到最优控制效果。这一点对于我这种希望将理论应用于实际的读者来说，非常有价值。此外，书中引入的许多分析工具，如根轨迹、伯德图、奈奎斯特图等，都给出了非常详细的绘制方法和判据解读，这些都是理解系统稳定性和动态特性的关键。我个人认为，一本好的教材，不仅要传授知识，更要培养读者的分析思维和解决问题的能力，从目前来看，这本书在这方面做得非常出色。

评分☆☆☆☆☆

这本《线性控制系统分析与设计（第4版）》的书，光是看封面就给人一种严谨、扎实的感觉。我拿到手后，迫不及待地翻阅了目录，发现它的章节安排相当合理，从最基础的概念引入，逐步深入到各种先进的分析和设计方法，涵盖了现代控制理论的方方面面。虽然我还没来得及深入阅读每一章，但仅从目录的编排和章节名称的描述来看，就能预感到这本书的深度和广度。尤其是一些章节名称，比如“状态空间方法”、“最优控制”、“鲁棒控制”等，都直指当前控制领域的研究热点和核心内容。我对书中的理论推导部分非常期待，希望它能用清晰易懂的方式来阐释复杂的数学模型，并且配有足够的例题来帮助理解。我之前接触过一些控制理论的书籍，但往往在理论和实践之间存在断层，希望这本书能够在这方面做得更好，提供一些实际工程应用的案例，这样不仅能加深对理论的理解，还能激发我解决实际问题的思路。总体而言，这本书给我留下了非常好的第一印象，相信它能够成为我学习和研究线性控制系统的一本重要参考书。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在职的工程师，我需要不断更新自己的知识库，尤其是在控制系统设计方面。这本《线性控制系统分析与设计（第4版）》是我最近购入的，我主要看重的是它在理论上的前沿性和在方法上的系统性。虽然我平时接触的控制系统偏向于数字控制，但对线性控制理论的深入理解是基础。我仔细翻阅了书中关于现代控制理论的章节，例如状态反馈、能控性和能观性等概念，这些都是设计高性能控制器的关键。书中对不同控制策略的比较分析，比如极点配置、线性二次调节器（LQR）等，都给了我很多启发。我尤其欣赏书中关于鲁棒控制的介绍，这对于设计在存在不确定性和干扰的情况下仍能稳定工作的系统至关重要。我会在后续工作中，尝试将书中的一些先进设计方法应用于实际项目中，相信会带来性能上的显著提升。

评分☆☆☆☆☆

很好的专业书，看书真是该看外文的！

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非常非常好啊 值得购买

评分☆☆☆☆☆

10,Root-Locuspensation:design

评分☆☆☆☆☆

1,Introduction

评分☆☆☆☆☆

3,Solution of Differential Equations

评分☆☆☆☆☆

本书在内容上覆盖了经典控制理论和现代控制理论的基础部分。在对象上包括了连续控制系统和数字控制 系统，在方法上兼顾了频率响应法、根轨迹法和状态空间法，在论述中涉及到控制系统模型的建立、系统特性和性能的分析以及基于状态反馈和输出反馈的控制器的设计等基本部分。 1,Introduction 2,Writing system Equations 3,Solution of Differential Equations 4,Laplace Transform 5,System Representation 6,Control-system characteristics 7,Root Locus 8,Frequency Response 9,closed-loop tracking performance based 10,Root-Locuspensation:design 11,Frequency-Responsepensation design 12,control-Ratio modeling 13,Design:closed-Loop Pole-Zero Assignment 14,Parameter sensitivity and state space trajectories 15,Digital Control systems 16,Entire Eigenstructure Assinment for Multivariable systems 17,Design of Tracking systems using output Feedback 18,Quantitative Feeback Theory(QFT)Technique 　国际知名大学原版教材——信息技术学科与电气工程学科系列 (共33册), 这套丛书还有 《发电、运行与控制》,《现代控制工程》,《数字信号处理－基于计算机的方法》,《电磁场与电磁波》,《实时数字信号处理》 等。

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非常非常好啊 值得购买

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3,Solution of Differential Equations

评分☆☆☆☆☆

书很好，就等我看了。