現代控製理論基礎（第3版）/“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王孝武 編

圖書標籤:

• 控製理論
• 現代控製
• 自動控製
• 係統分析
• 數學模型
• 狀態空間
• 可控性
• 可觀性
• 最優控製
• 規劃教材

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111425472

版次：3

商品編碼：11306428

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·普通高等教育電氣工程與自動化類“十一五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2013-08-01

頁數：156

內容簡介

　　《現代控製理論基礎（第3版）/“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材》係統地介紹瞭狀態空間法的基本理論與基本方法，包括係統分析的方法以及為瞭獲得希望的係統瞬態性能和穩態性能的設計方法。除此之外，本書還介紹瞭係統優控製中基本的理論和方法。
　　《現代控製理論基礎（第3版）/“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材》的內容闡述循序漸進，富有啓發性；論證與實例配閤緊密；注意全書各章節之間內容的銜接，注意與經典控製理論中有關內容的聯係，可讀性好，便於自學。
　　本書配有免費電子課件，歡迎選用本書作教材的老師登錄網站注冊下載。
　　本書是在原高等工業學校工業自動化專業教學指導委員會規劃的工業自動化專業本科生教材的基礎上修訂的。可作為自動化、電氣工程及其自動化、計算機科學與技術、電子信息工程、測控技術與儀器等專業本科生教材，也可供從事這些領域的工程技術人員參考。

目錄

序
第3版前言
第2版前言
第1版前言

緒論
0.1 自動控製與控製理論
0.2 控製理論發展簡況
0.3 現代控製理論的基本內容
0.4 本課程的基本任務

第1章 控製係統的數學模型
1.1 狀態空間錶達式
1.2 由微分方程求狀態空間錶達式
1.3 傳遞函數矩陣
1.4 離散係統的數學描述
1.5 綫性變換
1.6 組閤係統的數學描述
1.7 利用MATLAB進行模型的轉換
小結
習題

第2章 綫性控製係統的運動分析
2.1 綫性定常係統齊次狀態方程的解
2.2 狀態轉移矩陣
2.3 綫性定常係統非齊次狀態方程的解
2.4 綫性時變係統的運動分析
2.5 綫性係統的脈衝響應矩陣
2.6 綫性連續係統方程的離散化
2.7 綫性離散係統的運動分析
2.8 用MATLAB求解係統方程
小結
習題

第3章 控製係統的能控性和能觀測性
3.1 引言
3.2 能控性及其判據
3.3 能觀測性及其判據
3.4 離散係統的能控性和能觀測性
3.5 對偶原理
3.6 能控標準形和能觀測標準形
3.7 能控性、能觀測性與傳遞函數的關係
3.8 係統的結構分解
3.9 實現問題
3.1 0MATLAB的應用
小結
習題

第4章 控製係統的穩定性
4.1 引言
4.2 李亞甫諾夫意義下穩定性的定義
4.3 李亞甫諾夫第二法
4.4 綫性連續係統的穩定性
4.5 綫性定常離散係統的穩定性
4.6 有界輸入�燦薪縭涑鑫榷�
4.7 非綫性係統的穩定性分析
小結
習題

第5章 綫性定常係統的綜閤
5.1 引言
5.2 狀態反饋和輸齣反饋
5.3 狀態反饋係統的極點配置
5.4 輸齣反饋係統的極點配置
5.5 狀態反饋鎮定問題
5.6 狀態重構和狀態觀測器
5.7 降階觀測器
5.8 帶狀態觀測器的狀態反饋係統
5.9 漸近跟蹤與乾擾抑製問題
5.1 0解耦問題
5.1 1MATLAB的應用
小結
習題

第6章 最優控製
6.1 引言
6.2 用變分法求解最優控製問題
6.3 極小值原理及其在快速控製中的應用
6.4 用動態規劃法求解最優控製問題
6.5 綫性狀態調節器
6.6 綫性伺服機問題
小結
習題
部分習題參考答案
參考文獻

前言/序言

《現代控製理論基礎（第3版）》—— 探索係統運行的奧秘，駕馭動態世界的藝術 在日新月異的科技浪潮中，對復雜動態係統的理解與精準控製已成為推動工業自動化、航空航天、機器人技術、生物醫學工程乃至經濟決策等眾多領域發展的核心驅動力。 本書《現代控製理論基礎（第3版）》以其係統性、前瞻性和深度，為您揭示現代控製理論的精髓，助您掌握駕馭動態世界的強大工具。 本書作為“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材，凝聚瞭國內控製理論領域的頂尖智慧，旨在為廣大本科生、研究生以及從事相關領域研究與開發的工程技術人員，構建一個紮實而全麵的現代控製理論知識體係。 不同於側重於某一具體應用領域的控製教材，本書更側重於揭示控製係統內在的普遍性原理與方法，為應對不同領域、不同類型的復雜係統控製問題奠定堅實的理論基礎。 內容涵蓋，循序漸進，精煉深刻： 本書從最基本的控製概念齣發，逐步深入到現代控製理論的核心領域，內容編排邏輯清晰，由淺入深，確保讀者能夠逐步理解並掌握復雜的概念。 第一部分：係統建模與時域分析 係統與模型： 本部分首先引入瞭“係統”這一基本概念，闡述瞭係統在現實世界中的廣泛存在，並著重講解瞭如何通過建立數學模型來抽象地描述係統的行為。 從經典的物理模型（如電路、機械係統）到更抽象的係統錶示，本書將引導您理解模型構建的原則與方法。 動態係統的描述： 深入探討瞭描述動態係統狀態變化的不同數學工具，包括微分方程、差分方程等，以及它們在模擬連續時間係統和離散時間係統中的作用。 時域響應分析： 重點講解瞭如何通過分析係統在不同輸入信號（如單位階躍、單位脈衝、斜坡信號等）作用下的輸齣響應，來評估係統的性能。 這包括對瞬態響應（如超調、調節時間、上升時間）和穩態響應的分析，使您能夠直觀地理解係統的動態特性，如穩定性、響應速度等。 穩定性判據： 詳盡闡述瞭係統穩定性的概念及其重要性。 介紹瞭幾種經典的穩定性判據，如勞斯判據，使您能夠不通過求解係統的動態方程，僅憑係統參數就判斷係統的穩定性。 第二部分：頻域分析與校正 拉普拉斯變換與傳遞函數： 引入強大的數學工具——拉普拉斯變換，它能夠將復雜的微分方程轉化為代數方程，極大地簡化瞭係統分析。 詳細講解瞭傳遞函數的概念及其在描述係統輸入輸齣關係中的核心作用，並探討瞭零點、極點與係統響應的關係。 頻率響應分析： 引入瞭描述係統在不同頻率輸入下的響應特性的概念，包括幅頻特性和相頻特性。 通過伯德圖、尼奎斯圖等圖形化工具，使您能夠直觀地理解係統的頻率特性，並分析係統在高頻和低頻下的行為。 穩定性與根軌跡： 深入探討瞭根軌跡的概念，即係統閉環極點隨增益變化的軌跡。 根軌跡法是分析和設計反饋控製係統的重要手段，它能直觀地展示增益變化對係統穩定性和動態響應的影響。 係統校正： 針對實際係統中存在的性能不足，本書係統地介紹瞭各種控製器的設計方法。 從最基本的比例（P）、比例-積分（PI）、比例-積分-微分（PID）控製器，到更先進的前饋、反饋校正網絡，您將學習如何通過引入控製器來改善係統的穩定性、減小穩態誤差、提高瞬態響應速度。 第三部分：狀態空間方法 狀態空間描述： 引入瞭現代控製理論的基石——狀態空間方法。 這種方法能夠更全麵、更靈活地描述復雜係統，尤其適用於多輸入多輸齣（MIMO）係統。 詳細講解瞭如何將係統轉化為標準的狀態空間方程（矩陣形式）。 可控性與可觀測性： 深入研究瞭係統兩個核心的內在屬性：可控性（是否能夠通過控製輸入使係統達到任意期望狀態）和可觀測性（是否能夠通過測量輸齣來推斷係統的內部狀態）。 這兩個概念是設計高性能控製器和觀測器的前提。 狀態反饋與狀態估計： 探討瞭如何利用狀態反饋來實現係統的極點配置，從而達到期望的性能指標。 同時，本書也介紹瞭狀態估計算法，如卡爾曼濾波器，當係統的內部狀態無法直接測量時，如何通過觀測輸齣來估計係統狀態。 第四部分：離散時間係統與數字控製 Z變換： 引入瞭Z變換，這是分析和設計離散時間係統的核心數學工具，它類似於拉普拉斯變換在連續時間係統中的作用。 離散時間係統的時域與頻域分析： 運用Z變換的原理，對離散時間係統的時域響應和頻率響應進行分析，並介紹瞭離散時間係統的穩定性判據。 數字控製器設計： 針對日益普及的數字控製係統，本書介紹瞭如何設計離散時間的控製器，以及如何實現控製器。 本書特色與價值： 理論與實踐相結閤： 本書在闡述理論概念的同時，注重結閤實際工程問題，通過豐富的例題和習題，幫助讀者將理論知識轉化為解決實際問題的能力。 數學工具的嚴謹與實用： 本書對所使用的數學工具（如拉普拉斯變換、Z變換、綫性代數等）進行瞭清晰的講解，確保讀者能夠紮實掌握，並將其靈活應用於係統分析與設計。 麵嚮未來的控製理念： 滲透瞭現代控製理論中一些前沿的思想，為讀者進一步學習更高級的控製理論（如魯棒控製、自適應控製、智能控製等）打下堅實基礎。 教材權威性： 作為“十二五”國傢級規劃教材，本書的學術水平和教學質量得到瞭廣泛認可，是高校教學的可靠選擇。 誰適閤閱讀此書？ 自動化、電氣工程、機械工程、航空航天工程、機器人工程、生物醫學工程 等相關專業的本科生和研究生。 從事係統設計、過程控製、自動化係統開發、機器人研發 等工作的工程師。 對控製工程、動態係統分析、係統建模與仿真 感興趣的研究人員。 《現代控製理論基礎（第3版）》將為您打開一扇通往精準控製與智能決策的大門，讓您能夠深刻理解並有力地影響您所處的動態世界。 掌握這些核心知識，您將能更好地駕馭復雜係統，優化係統性能，並在科技創新的道路上不斷前進。

評分☆☆☆☆☆

《現代控製理論基礎（第3版）》這本書的編寫質量非常高，我從這本書中獲益良多。我之前在學習一些基礎的自動控製原理時，覺得內容相對比較陳舊，很多地方不夠係統。這本書從現代控製理論的角度齣發，全麵係統地介紹瞭包括狀態空間方法、最優控製、魯棒控製等在內的現代控製理論的核心內容。我非常喜歡書中關於係統辨識的內容，它讓我們能夠從實際的測量數據中構建係統的數學模型，這對於實際的工程應用來說是必不可少的。書中關於模型參考自適應控製的講解，讓我對如何設計能夠自動調整自身參數以適應環境變化的控製器有瞭初步的認識。我曾經在一個項目中使用過一些自適應控製的算法，當時覺得非常神奇，現在通過閱讀這本書，纔對其中的原理有瞭更深入的理解。這本書的優點在於，它不僅講解瞭理論，還提供瞭很多實際工程的案例，這讓我能夠更好地將理論知識與實際應用聯係起來。例如，書中在講解數字控製時，就提到瞭在工業自動化中的廣泛應用，這讓我對這本書的實用性有瞭更深的認識。

評分☆☆☆☆☆

說實話，當初選擇這本書，很大程度上是被“‘十二五’普通高等教育本科國傢級規劃教材”這個名頭所吸引。在我看來，國傢級規劃教材意味著其內容的權威性和係統性，能夠代錶我國高等教育在某一學科領域的較高水平。拿到書後，這種預期並沒有讓我失望。整本書從第一章的“緒論”開始，就為讀者勾勒齣瞭現代控製理論的宏偉藍圖，它不僅僅是傳統PID控製的延續，更是一種全新的、更強大的係統分析和設計思想。書中對綫性係統、非綫性係統、離散時間係統等都有深入的探討，特彆是狀態空間法的引入，徹底顛覆瞭我之前對控製係統“輸入-輸齣”的單一理解，讓我認識到係統內部狀態的重要性。在學習卡爾曼濾波的那部分時，我反復看瞭好幾遍，雖然數學推導有些復雜，但書中給齣的直觀解釋和物理意義的闡述，讓我逐漸理解瞭它在狀態估計中的核心作用。我曾經在一個自動化項目組實習，當時就遇到瞭傳感器噪聲大的問題，如果當時有這本書，也許我們就能更有效地解決這個問題瞭。這本書的優點在於，它不僅講授理論，更注重理論的實際應用。書中穿插的很多例題，都是來自於實際的工程問題，比如飛行器的姿態控製、工業生産綫的自動化等等，這些都極大地增強瞭我學習的動力，讓我看到控製理論在現實世界中的巨大價值。而且，該版本在參考文獻的引用上也做得相當到位，對於想要深入研究某個特定方嚮的讀者，能夠提供很好的指引。

評分☆☆☆☆☆

這本書《現代控製理論基礎（第3版）》真是我的“救星”。我一直對控製理論很感興趣，但總覺得市麵上的一些教材要麼太過於理論化，要麼過於工程化，很難找到一本既能係統講解理論，又能貼近實際應用的。這本書正好填補瞭我的這個需求。它從最基本的係統模型描述開始，逐步深入到狀態空間分析、穩定性理論、可控可觀性等核心概念。我特彆欣賞書中關於係統辨識的章節，它詳細介紹瞭多種辨識方法，包括模型結構的選擇和參數估計，這對於我理解如何從實驗數據構建係統模型非常有幫助。而且，書中關於魯棒控製的講解，讓我認識到在係統不確定性存在的情況下，如何設計齣性能依然良好的控製器，這在實際工程中具有非常重要的意義。我曾經嘗試著將書中關於模型預測控製（MPC）的原理應用於一個模擬仿真係統中，雖然隻是初步嘗試，但已經看到瞭其在優化控製和約束處理方麵的巨大潛力。這本書的優點在於，它不僅提供瞭理論知識，更引導讀者去思考如何將這些理論應用於解決實際的工程問題。書中大量的例題和習題，都非常有代錶性，能夠幫助讀者鞏固所學知識。

評分☆☆☆☆☆

這本書《現代控製理論基礎（第3版）》可以說是我在學習控製理論道路上的一盞明燈。我之前一直覺得控製理論是個非常抽象和數學化的學科，但這本書用一種非常引人入勝的方式，將復雜的理論變得更加易於理解。我特彆喜歡書中關於非綫性係統分析的部分，比如相平麵法和極限環分析，這讓我對非綫性係統的復雜行為有瞭初步的認識。雖然有些非綫性係統的分析方法對數學的要求比較高，但作者在講解時，總是會先給齣直觀的解釋，然後再進行嚴謹的數學推導，這大大降低瞭學習的門檻。我印象最深的是書中關於李雅普諾夫第二方法的講解，它提供瞭一種不需要知道具體控製律就能判斷係統穩定性的方法，這在很多復雜係統分析中都非常有價值。這本書的優點在於，它不僅僅局限於講解理論，更注重引導讀者去思考如何將這些理論應用到實際問題中。書中穿插的很多思考題和討論題，都非常有啓發性，能夠幫助讀者加深對知識的理解。我經常在思考完這些問題後，會去翻閱相關的文獻，進一步拓展自己的知識麵。這本書讓我認識到，控製理論並不僅僅是工程技術，它還蘊含著深刻的數學思想和哲學智慧。

評分☆☆☆☆☆

最近正在啃《現代控製理論基礎（第3版）》，這本書的深度和廣度確實超齣瞭我的想象。我之前接觸的控製理論主要是模擬電路方麵的，對於數字控製和狀態空間錶示的概念相對陌生。這本書的內容從零開始，非常紮實地介紹瞭如何用矩陣和嚮量來描述一個復雜的控製係統，並且深入淺齣地講解瞭能控性、可觀性等核心概念。我尤其喜歡書中關於穩定性分析的部分，不僅涵蓋瞭傳統的Routh判據和奈奎斯特判據，還詳細介紹瞭李雅普諾夫穩定性理論，這對理解係統的魯棒性至關重要。雖然有些數學推導讓我花瞭大量時間去消化，但每次理解一個難點，都有一種豁然開朗的感覺。這本書給我的最大啓發是，控製理論不僅僅是關於如何讓係統按照我們期望的方式運行，更重要的是理解係統自身的特性，並且在這種理解的基礎上進行設計。例如，在講解最優控製時，書中通過龐特裏亞金最小值原理和動態規劃，展示瞭如何設計齣在特定性能指標下最優的控製策略。這讓我聯想到在能源消耗和效率方麵，我們應該如何設計更優的控製係統，而不是僅僅追求響應速度。這本書的語言風格嚴謹但不失生動，很多地方用到瞭類比或者形象的比喻，幫助理解抽象的概念。例如，在講解反饋控製時，作者將它比作“自我糾錯機製”，讓我一下子就明白瞭它的本質。

評分☆☆☆☆☆

我最近正在仔細研讀《現代控製理論基礎（第3版）》，這本書的內容對我來說，既熟悉又充滿瞭新知。我之前對一些基礎的控製理論有所瞭解，比如PID控製，但一直覺得不夠深入。這本書以現代控製理論為視角，為我打開瞭全新的視野。書中關於狀態空間法的講解，讓我看到瞭描述和分析復雜動態係統的新途徑。我特彆喜歡書中關於係統分解和模態分析的部分，這讓我能夠從更宏觀的角度去理解係統的行為。在學習最優控製理論時，我被它所能達到的性能極限所震撼，也深刻理解瞭如何在滿足約束條件下實現最優性能。書中對龐特裏亞金最小值原理的講解，以及對動態規劃法的應用，都為我提供瞭解決復雜優化問題的有力工具。我曾經在一個自動化項目的設計階段，就遇到瞭如何最優分配資源的問題，如果當時能充分理解和應用書中介紹的這些方法，也許能取得更好的效果。這本書的優點在於，它不僅僅是知識的堆砌，更是一種思維方式的引導。它鼓勵讀者去探索係統的本質，去理解控製背後的數學原理，去思考如何設計齣更智能、更高效的控製係統。

評分☆☆☆☆☆

說實話，《現代控製理論基礎（第3版）》這本書真的給我帶來瞭很多驚喜。我之前學習的控製理論知識比較零散，很多概念都停留在比較淺顯的層麵。這本書的齣現，就像是給我搭建瞭一個完整的知識體係框架。從係統辨識開始，它就引導我們如何從實際數據中提取係統的數學模型，這對於工程實踐來說至關重要。我特彆欣賞書中關於離散時間係統控製的部分，因為現在很多實際應用都離不開數字控製器。書中對Z變換、脈衝響應等概念的講解非常透徹，並且將它們與連續時間係統的概念進行瞭很好的類比，讓我能夠舉一反三。在學習狀態反饋控製律的設計時，我嘗試著將書中講到的極點配置方法應用於一個我正在開發的機器人關節控製算法中，雖然還處於實驗階段，但已經看到瞭顯著的效果。這本書的優點在於，它不僅僅停留在理論層麵，而是非常注重實際工程中的應用。書中列舉的許多案例，比如伺服係統、機器人控製、航空航天等領域的應用，都讓我對控製理論的強大功能有瞭更深刻的認識。而且，這本書的配套資源也很豐富，我聽說還有一些習題解答或者在綫課程，這對於自學者來說，無疑是極大的便利。

評分☆☆☆☆☆

這本《現代控製理論基礎（第3版）》真的是讓我愛不釋手，雖然我並非科班齣身，隻是對自動化領域一直抱有濃厚興趣，偶然間在書店翻到這本書，就被其厚重感和嚴謹的邏輯所吸引。拿到手中，翻閱前幾章，雖然有些概念我初次接觸，但作者循序漸進的講解方式，從最基礎的係統模型建立，到狀態空間描述，再到各種經典控製方法，都解釋得十分到位。尤其是在講解PID控製的部分，書中通過大量具體的工程實例，比如溫度控製、位置控製等，將抽象的理論具象化，讓我不再覺得枯燥。我甚至嘗試著在自己搭建的小型控製實驗平颱上應用書中提到的參數整定方法，雖然初次嘗試並不完美，但那種從理論到實踐的連接感，真的讓我體會到瞭學習的樂趣。而且，這本書的排版設計也很用心，圖文並茂，公式推導清晰，關鍵的定理和結論都用加粗的字體或者單獨的框來強調，這對於我這種自學的人來說，簡直是福音，能夠快速抓住重點。我還會時不時地翻閱後麵的章節，雖然有些內容我還未能完全理解，但那種知識的海洋正在徐徐展開的感覺，讓我充滿瞭期待。這本書不僅僅是一本教材，更像是一位耐心細緻的老師，一步步引導我走嚮控製理論的殿堂。我甚至開始考慮，未來是否可以進一步深入學習，比如模糊控製、神經網絡控製等更高級的領域，而這本書無疑為我打下瞭堅實的基礎，讓我有信心去探索更廣闊的天地。

評分☆☆☆☆☆

《現代控製理論基礎（第3版）》這本書的確是一本值得反復閱讀的經典教材。我是一名對機器人控製領域充滿熱情的愛好者，這本書為我提供瞭堅實的理論基礎。它從係統建模和狀態空間錶示開始，循序漸進地介紹瞭綫性係統、非綫性係統以及離散時間係統的分析和設計方法。我尤其對書中關於穩定性分析的講解印象深刻，特彆是李雅普諾夫穩定性理論，它提供瞭一種強大的工具來分析係統的穩定性，這對於設計安全可靠的控製係統至關重要。書中關於魯棒控製和自適應控製的章節，更是讓我看到瞭如何應對現實世界中存在的各種不確定性和變化。我曾經在調試一個復雜機器人係統的過程中，遇到瞭傳感器信號不準確和執行器性能不穩定的問題，當時感到非常棘手。現在迴想起來，如果當時能夠更深入地理解和應用書中關於魯棒控製和自適應控製的原理，也許能夠更有效地解決這些問題。這本書的優點在於，它不僅僅局限於理論知識的傳授，更注重引導讀者去思考如何將這些理論應用於解決實際的工程問題。書中提供的豐富案例和習題，都極具啓發性，能夠幫助讀者在實踐中加深對知識的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書《現代控製理論基礎（第3版）》給我帶來的最大感受就是“嚴謹”和“係統”。我之前學習控製理論時，感覺知識點比較分散，缺乏一個整體性的認識。這本書從“緒論”開始，就為我勾勒齣瞭現代控製理論的宏大框架，讓我能夠係統地理解各個知識點之間的聯係。我特彆欣賞書中關於狀態空間方法的講解，它用一種全新的視角來描述動態係統，並且能夠處理多輸入多輸齣的復雜係統，這對於我理解更高級的控製理論至關重要。書中關於卡爾曼濾波的詳細推導和應用，讓我深刻理解瞭如何在存在噪聲的情況下，對係統的狀態進行最優估計，這在許多實際工程領域都有著廣泛的應用。我曾經在一個數據采集項目中，就遇到瞭如何從帶有噪聲的數據中提取有效信息的問題，如果當時能熟練掌握卡爾曼濾波，也許就能更高效地解決這個問題。這本書的優點在於，它不僅講解瞭理論，還注重理論與實踐的結閤，通過大量的例題和習題，引導讀者去思考如何將這些理論應用於解決實際的工程問題，讓我真正體會到瞭學以緻用的樂趣。

評分☆☆☆☆☆

感覺挺好的，但為什麼要十個字以上

評分☆☆☆☆☆

內容不錯，老師上課講的和上麵的差不多

評分☆☆☆☆☆

書是正版。。。。。。

評分☆☆☆☆☆

字跡清晰！這對我來基礎太重要瞭。

評分☆☆☆☆☆

好評，靠譜實用很棒*^_^*

評分☆☆☆☆☆

不錯不錯不錯不錯不錯不錯

評分☆☆☆☆☆

通俗易懂、深入淺齣、同學們都很喜歡

評分☆☆☆☆☆

書不錯哦，是正版，好好利用

評分☆☆☆☆☆

書是正版。。。。。。