控制系统设计指南(原书第4版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 乔治·埃利斯 著，汤晓君 译

图书标签:

• 控制系统
• 控制工程
• 自动控制
• 系统设计
• 反馈控制
• 现代控制理论
• MATLAB控制工具箱
• 信号与系统
• 电气工程
• 自动化

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111530930

版次：1

商品编码：11997922

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-07-01

用纸：胶版纸

页数：325

内容简介

　　全书分成三部分，共19章。一部分（1章～10章）：控制的应用原则。依次介绍控制理论、频率域研究法、控制系统的调试、数字控制器中的延迟、z—域研究法、四种控制器、扰动响应、前馈、控制系统中的滤波器、控制系统中的观测器；第二部分（11章～13章）：建模。依次介绍了时间域与频率域研究法、时变与非线性、模型开发与验证；第三部分（14～19章）：运动控制。依次介绍编码器和旋转变压器、电子伺服电机与驱动基础、柔性与谐振、位置控制回路、运动控制中的Luenberger观测器、快速控制原型技术等。本书作者还提供了独具特色的基于PC机的单机图形化仿真环境VisualModelQ,读者可在其中图形建模，并运行书中提及的控制系统的各类有关实验。实验内容丰富而又实用。本书还提供了借助于NationalInstruments公司的LabVIEW软件及相关硬件实施快速控制原型技术的实验，非常贴近实际的控制系统开发应用。

目录

译者序
前言
第一部分控制的应用原则
第1章控制理论简介3
1.1Visual ModelQ仿真环境3
1.1.1Visual ModelQ的安装3
1.1.2正误表4
1.2控制系统4
1.2.1控制器4
1.2.2被控机器4
1.3控制工程师5
第2章频率域研究法6
2.1拉普拉斯变换6
2.2传递函数6
2.2.1s是什么7
2.2.2线性化、时不变性与传递函数7
2.3传递函数举例8
2.3.1控制器单元的传递函数8
2.3.2功率变换器的传递函数9
2.3.3物理元件的传递函数9
2.3.4反馈的传递函数10
2.4框图11
2.4.1组合框11
2.4.2Mason信号流图法12
2.5相位与增益13
2.5.1传递函数的相位与增益14
2.5.2伯德图：相位、增益与频率的
关系14
2.6性能测量15
2.6.1指令响应15
2.6.2稳定性17
2.6.3与频率域对应的时间域18
2.7问题18
第3章控制系统的调试20
3.1闭合控制回路20
3.2模型的详细回顾22
3.2.1积分器22
3.2.2功率变换器23
3.2.3PI控制律23
3.2.4反馈滤波器24
3.3开环设计法25
3.4稳定裕度25
3.4.1量化PM与GM26
3.4.2实验3A：理解开环设计法26
3.4.3开环、闭环与阶跃响应28
3.5分段调试的步骤29
3.5.1段一：比例段30
3.5.2段二：积分段31
3.6被控对象增益的变化31
3.6.1应对变化的增益32
3.7多(级联)控制回路33
3.8功率变换器饱和与同步33
3.9相位与增益图36
3.10问题38
第4章数字控制器中的延迟40
4.1如何采样40
4.2数字系统中的延迟源40
4.2.1采样�脖３盅映�40
4.2.2计算延迟41
4.2.3速度估计延迟42
4.2.4延迟之和42
4.3实验4A：数字控制中延迟的理解43
4.4选择采样时间44
4.4.1一般系统的激进假设45
4.4.2基于位置运动系统激进的假设45
4.4.3适度假设与保守假设45
4.5问题46
第5章z域研究法48
5.1z域初步48
5.1.1z的定义48
5.1.2z域传递函数48
5.1.3双线性变换48
5.2z域相图49
5.3混叠50
5.4实验5A:混叠52
5.4.1z域中的伯德图与框图53
5.4.2直流增益53
5.5从传递函数到算法53
5.6数字系统的函数55
5.6.1数字积分与微分55
5.6.2数字微分56
5.6.3采样�脖３�58
5.6.4DAC/ADC：数模相互转换59
5.7计算延迟的减小60
5.8量化61
5.8.1极限环与抖动61
5.8.2偏置与极限环62
5.9问题63
第6章四种控制器64
6.1本章中的调试64
6.2比例增益的使用65
6.2.1P控制65
6.2.2如何调试P控制器65
6.3积分增益的使用67
6.3.1PI控制67
6.3.2如何调试PI控制器68
6.3.3模拟PI控制69
6.4微分增益的使用70
6.4.1PID控制70
6.4.2如何调试PID控制器70
6.4.3噪声与微分增益72
6.4.4Ziegler�睳ichols法72
6.4.5PID控制中的流行术语73
6.4.6PID的模拟替代方法：超前��
滞后73
6.5PD控制74
6.6选择控制器76
6.7实验6A～6D76
6.8问题77
第7章扰动响应78
7.1扰动78
7.2速度控制器的扰动响应82
7.2.1扰动的时间域响应83
7.2.2扰动的频率域响应85
7.3扰动解耦法86
7.3.1扰动解耦法的应用87
7.3.2实验7B：扰动解耦90
7.4问题92
第8章前馈94
8.1基于被控对象的前馈94
8.2前馈与功率变换器97
8.2.1实验8B:功率变换器的补偿98
8.2.2增大功率变换器带宽与前馈
补偿100
8.3延迟指令信号100
8.3.1实验8C：指令通路上的延迟101
8.3.2实验8D：功率变换器的补偿与
指令通路上的延迟102
8.3.3有前馈时的调试与钳位103
8.4被控对象与功率变换器运行特性中的
变化104
8.4.1被控对象增益的变化104
8.4.2功率变换器运行特性的变化105
8.5双积分被控对象的前馈106
8.6问题106
第9章控制系统中的滤波器及实现108
9.1控制系统中的滤波器108
9.1.1控制器中的滤波器108
9.1.2功率变换器中的滤波器110
9.1.3反馈中的滤波器110
9.2滤波器的通带110
9.2.1低通滤波器111
9.2.2陷波滤波器114
9.2.3实验9A:模拟滤波器115
9.2.4双二阶滤波器115
9.3滤波器的实现116
9.3.1无源模拟滤波器116
9.3.2有源模拟滤波器116
9.3.3开关电容滤波器117
9.3.4IIR数字滤波器117
9.3.5FIR数字滤波器118
9.4问题119
第10章控制系统中的观测器120
10.1观测器纵览120
10.1.1观测器术语121
10.1.2创建一个Luenberger观测器121
10.2实验10A～10C:用观测器提高稳定性124
10.3Luenberger观测器的滤波器形式126
10.3.1低通与高通滤波器128
10.3.2滤波器形式的框图128
10.3.3回路形式与滤波器形式的
比较128
10.4Luenberger观测器的设计129
10.4.1传感器的估计器设计129
10.4.2传感器的滤波作用130
10.4.3被控对象的估计器设计130
10.4.4设计观测器补偿器133
10.5观测器补偿器的调试概述134
10.5.1步骤1：临时构建观测器以供
调试135
10.5.2步骤2：观测器补偿器稳定性
调整135
10.5.3步骤3：把观测器恢复为标准
Luenberger结构138
10.6问题138第二部分建模
第11章建模入门140
11.1什么是模型140
11.2频域建模140
11.3时域建模142
11.3.1状态变量142
11.3.2建模环境144
11.3.3模型145
11.3.4时域模型的频域信息151
11.4问题152
第12章非线性特性与时变153
12.1LTI与非LTI153
12.2非LTI特性153
12.2.1慢变化153
12.2.2快变化154
12.3非线性特性处理154
12.3.1更换被控对象155
12.3.2最坏条件下的稳定性调试155
12.3.3增益调度156
12.4非线性特性十例157
12.4.1被控对象的饱和157
12.4.2死区158
12.4.3逆向漂移159
12.4.4视在惯量的变化161
12.4.5摩擦力161
12.4.6量化164
12.4.7确定的反馈误差164
12.4.8功率变换器饱和165
12.4.9脉冲调制167
12.4.10滞环控制器168
12.5问题168
第13章模型开发与校验170
13.1模型开发的七个步骤170
13.1.1确定建模目的170
13.1.2SI单位制模型171
13.1.3系统辨识172
13.1.4建立框图174
13.1.5频域与时域选择175
13.1.6写出模型方程175
13.1.7校验模型175
13.2从仿真到部署:RCP与HIL176
13.2.1RCP技术176
13.2.2RCP:移植的中间步骤176
13.2.3RCP与并行开发177
13.2.4RCP与实时执行178
13.2.5LabVIEW中的实时仿真示例178
13.2.6硬件在环仿真技术182
13.2.7RCP和HIL供货商183第三部分运 动 控 制
第14章编码器与旋转变压器186
14.1精度、分辨率与响应速度187
14.2编码器188
14.3旋转变压器188
14.3.1旋转变压器信号变换189
14.3.2软件RDC190
14.3.3旋转变压器误差与多级旋转
变压器191
14.4位置分辨率、速度估计与噪声191
14.4.1实验14A：分辨率噪声192
14.4.2高增益产生大噪声193
14.4.3噪声滤除193
14.5提高分辨率的选择方法194
14.5.11/T插值法194
14.5.2正弦编码器195
14.6周期误差与转矩/速度纹波196
14.6.1速度纹波197
14.6.2转矩纹波197
14.7实验14B：周期误差与转矩纹波199
14.7.1误差幅值与纹波的关系199
14.7.2速度与纹波的关系199
14.7.3带宽与纹波的关系200
14.7.4惯量与纹波的关系200
14.7.5改变误差谐波的影响200
14.7.6提高旋转变压器速度的影响200
14.7.7实际速度中的纹波与反馈速度中的纹波之间的关系200
14.8选择反馈装置201
14.8.1供货商202
14.9问题203
第15章电子伺服电动机与驱动
基础204
15.1驱动器的定义204
15.2伺服系统的定义205
15.3磁学基础205
15.3.1电磁学207
15.3.2右手定则207
15.3.3形成磁通路207
15.4电子伺服电动机208
15.4.1转矩评定等级208
15.4.2旋转运动与直线运动209
15.4.3直线电动机209
15.5永磁有刷电动机210
15.5.1生成绕组磁通210
15.5.2换相211
15.5.3转矩的产生211
15.5.4电角与机械角的关系211
15.5.5电动机转矩常数KT212
15.5.6电动机的电气模型212
15.5.7永磁有刷电动机的控制213
15.5.8有刷电动机的优点与缺点215
15.6永磁无刷电动机216
15.6.1永磁无刷电动机的绕组216
15.6.2正弦换相216
15.6.3永磁无刷电动机的相位控制217
15.6.4永磁无刷电动机的DQ控制220
15.6.5DQ磁方程222
15.6.6DQ控制与相控制的比较223
15.7永磁无刷电动机的六步控制224
15.7.1换相的位置传感224
15.7.2有刷电动机与无刷电动机的
比较225
15.8感应电动机与磁阻电动机226
15.9问题226
第16章柔性与谐振227
16.1谐振方程228
16.2调谐谐振与惯量�布跣〔晃榷ㄐ�229
16.2.1调谐谐振229
16.2.2惯量�布跣〔晃榷ㄐ�231
16.2.3实验16A和16B233
16.3整治谐振233
16.3.1增大电动机/负载惯量的比值233
16.3.2增强传动刚性235
16.3.3增大阻尼237
16.3.4滤波器238
16.4问题239
第17章位置控制回路241
17.1P/PI位置控制241
17.1.1P/PI传递函数242
17.1.2调试P/PI回路243
17.1.3P/PI回路中的前馈245
17.1.4调试有速度前馈的P/PI回路245
17.1.5P/PI回路中的加速度前馈246
17.1.6调试具有加速度/速度前馈的
P/PI回路247
17.2PI/P位置控制248
17.2.1调试PI/P回路249
17.3PID位置控制249
17.3.1PID位置控制器调试250
17.3.2速度前馈与PID位置控制器251
17.3.3加速度前馈与PID位置
控制器251
17.3.4PID位置环的指令响应与扰动
响应252
17.4位置环的比较253
17.4.1定位、速度与电流驱动器
配置253
17.4.2比较表格254
17.4.3双环位置控制254
17.5位置轮廓发生器255
17.5.1梯形分段计算256
17.5.2逐点产生256
17.5.3S曲线257
17.5.4多轴协调259
17.6定位系统的伯德图259
17.6.1采用速度驱动的系统的
伯德图259
17.6.2采用电流驱动器的系统的
伯德图260
17.7问题260
第18章Luenberger观测器在运动
控制中的应用262
18.1可能从观测器中获益的应用262
18.1.1性能需求262
18.1.2可采用的计算资源262
18.1.3位置反馈传感器262
18.1.4运动控制传感器中的相位
滞后263
18.2观测速度，减小相位滞后263
18.2.1消除由简单差分引入的相位
滞后263
18.2.2消除变换引起的相位滞后269
18.3加速度反馈273
18.3.1使用观测加速度274
18.3.2实验18E：使用观测加速度
反馈275
18.4问题276
第19章运动控制中的快速控制原型
技术278
19.1为什么使用RCP278
19.1.1用RCP来改进、验证模型279
19.1.2用RCP获取物理元部件访问权，
并取代模型279
19.2具有硬耦合负载的伺服系统280
19.2.1建立系统模型281
19.2.2LabVIEW模型和Visual ModelQ
模型的比较282
19.2.3将LabVIEW模型转换为RCP
控制器283
19.2.4验证RCP控制器284
19.3具有柔性耦合负载的伺服系统286
19.3.1在Visual ModelQ中建立系统
模型287
19.3.2在LabVIEW中建立系统模型288
19.3.3转换LabVIEW模型为RCP
系统288
附录291
附录A控制器元件的有源模拟实现291
附录B欧洲框图符号293
附录C龙格�部馑�法295
附录D双线性变换研究299
附录E数字算法的并行形式300
附录F基本矩阵论302
附录G习题答案303
术语中英对照表312
参考文献321
后记325

前言/序言

　　控制系统的基础是在20世纪前半叶发展起来的。我们的前辈们用于大炮瞄准和浴池保暖的理念中，许多与我们现在所用的理念是相同的。当然，时间与技术已经促使了很大的进步。数字处理器改变了我们实施控制律的方式，但在许多情况下，并没有改变控制律本身，比例 积分 微分(Proportiona Integral Differential，PID)控制现在所起的作用与四五十年前是一样的。
　　控制系统应用广泛，因此与教学系统结合紧密。在大多数工程类大学已经开设了这样的课程，有些学校甚至还要求学生从事适量的这个学科方面的训练。由于控制原理存在的时间很长，从事控制原理应用的、训练有素的工程师数量也不少，人们可能认为该行业大多数从业者对控制基础都感到满意。不幸的是，情况往往并非如此。
　　在过去的数年里，我有机会向约1500名工程师进行了一天的研讨班形式的授课，标题为“如何改进伺服系统”。这些工程师富有激情，愿意花时间聆听对他们所面临的问题可能会提供见解的人的讲解。他们大多是服务于工业的、有学位的工程师，大概有一半学过一两门控制课程。在研讨班上，我通常会花上几分钟问：“你们当中有多少人规范用过在学校所学的控制原理？”一般情况下，不会超过1/10的人举手。很明显，在所教的内容和所应用的东西之间存在一条鸿沟。
　　为什么会形成这样的一条鸿沟呢？可能是由于控制课程的教学过多地把重点放在了数学上。在学生学习如何计算一种接一种的结果，并将其画出来的时候，忽略了直觉方面的信息，通常只是含糊地理解了练习的重要性。多年前，我曾经就是这样的学生当中的一员。我喜欢控制学科，在我的各门控制课的课堂上，我表现得也很好，但我却逐渐变得没有能力设计，甚至无法调试一个简单的PI控制系统。
　　事情并非非要这样不可，你可以培养设计控制系统的直觉！本书致力于帮助你这样做。本书中，控制原理是与实用分析方法一道呈现出来的，用了几十个模型来帮助你对这些材料进行实践，因为实践是达到熟练的最可靠方式。每一章的目标都是为了培养感性认知。
　　本版的新内容第4版《控制系统设计指南》增加了快速控制原型技术(Rapid Control Prototyping，RCP)，这是一种允许设计者在物理硬件上运行控制律模型的技术。第13章做了扩展，介绍了这个主题；增加了第19章，提供了为数众多的快速控制原型技术示例。此外，每一章都重新审视并做了更新。与文本相配的软件Visual ModelQ也做了更新，包括所有模型的修改。
　　本书的组织安排本书分为三部分：第一部分是控制的应用原理，包含10章。第1章控制理论简介，讨论了工业中控制技术和控制工程师的作用；第2章频率域研究法，复习了控制系统的基础s域研究法；第3章控制系统的调试，给读者一个调试控制系统的实践机会，对于大多数人来说，这是控制系统试车最难的部分；第4章数字控制器中的延迟，精选出了数字控制器与模拟控制器在应用中的重要区别，采样延迟对不稳定所起的作用；第5章z域研究法，讨论z变换这一把s域扩展到数字控制的技术；第6章四种控制器，涵盖了四种不同PID控制的选择方法，以及应用中的实际问题；第7章扰动响应，详细讨论了控制系统如何对指令信号以外的其他输入产生响应；第8章前馈，提出了能根本性地提高指令响应速度的技术；第9章控制系统中的滤波器及实现，讨论了模拟控制器和数字控制器中滤波器的应用；第10章控制系统中的观测器，对观测器做了总体介绍。
　　第二部分是建模，共有3章。第11章建模入门，给出了时间域建模和频率域建模方法的概况；第12章非线性特性与时变，介绍了处理常见非线性效应的方法，不幸的是，虽然明显的非线性效应在工业应用中普遍存在，但大多数有关控制方面的文献中遗漏了这一主题；第13章模型开发与校验，给出了逐步开发模型的步骤。
　　第三部分是运动控制，专注于用电子伺服电动机实现运动控制。第14章编码器与旋转变压器，讨论了伺服电动机中最为常见的反馈传感器；第15章伺服电动机与驱动基础，讨论了现代伺服电动机中转矩的产生；第16章柔性与谐振，专注于运动控制中最为普遍的问题，也就是机械柔性引起的不稳定性；第17章位置控制回路，由于大多数的应用是控制位置，而非速度和转矩，因此讨论的是位置控制；第18章Luenberger观测器在运动控制中的应用，其重点在于运动控制系统中的观测器；第19章运动控制中的快速控制原型技术，用National Instruments LabVIEW证实了建立的系统模型如何在实时控制系统中校验。
　　致谢撰写一本书是一项艰巨的任务，需要多人的支持。首先，感谢我的母亲，在现实可能让她绝望的时候，她依然确信我可以成长为一个让她感到骄傲的人。同样感谢我的父亲，正由于他长期的坚持，我才完成了我的大学教育，而这样的特权他并没有享受到，他是一个聪明却出生在一个收入不高的家庭的人。
　　我感激弗吉尼亚理工学院给予我的教育，Go Hokies！①正是在大学的几年时间中教授给我的电气工程基础使我掌握了我现在经常应用的概念。感谢Emory Pace先生，他是一位严厉的教授，带领我学习几门微积分学课程，在此过程中，给了我在大学生涯以及从此以后所依靠的信心。特别感激Charles Nunnally博士，从成功的工业生涯转到大学，他最早让我明白了我努力学习的东西的实际用途。
　　感谢我长期的东家Kollmorgen公司在我写这本书的过程中给我不断的支持。特别感谢我多年的导师John Boyland，他是给我鼓励与指导的可依赖源泉。还要感谢Lee Stephens、Erik Brewster、Bob Steele(均为Kollmorgen公司职员)以及Kevin Craig(Marquette公司职员)，感谢他们对第4版的反馈意见。另外感谢Christian Fritz和他在National Instruments公司的团队，他们对第13章和第19章的RCP和HIL做出了许多贡献。
　　注①弗吉尼亚理工学院的吉祥物是一只叫作“Hokies”的拟人化火鸡。后来，“Hokies”也代称弗吉尼亚理工学院，或者该校的学生。Go Hokies的大意是“弗吉尼亚理工学，加油！”——译者注。
　　反馈控制是一项普遍应用、功能强大、可实现的技术，咋一看上去，它简单明了，但在原理学习和实践过程中，它是极其复杂而令人捉摸不透的。反馈控制因其在大多数工程课程中的地位，以及其类似数学课程的教学方式，已经成了专家的领地，并且是作为一种几乎没有综合考虑的、现在回想起来只是附加的一部分被应用于多学科交叉的系统设计中。在控制领域中，有一条巨大的、必须弥合的理论 实践鸿沟。通过这本书，George Ellis在弥合这条鸿沟，以及让每个见习工程师熟悉控制系统的设计和实施方法上已经迈出了一大步。从这本书的第1版开始，我就开始使用，既用于教学，也用于诸如宝洁（Procter & Gamble）公司和西门子（Siemens）公司等的工作。Ellis的工作在工业实践中享有很高的声誉，这本书以及它的姊妹篇《控制系统中的观测器》展示了现代控制设计如何结合反馈、前馈、观测器一起融入到从设计到系统性能、价格和可靠性的优化整个设计过程中。他的这两本书应该放在每个见习工程师的书架上。我的那两本书由于经常用，都已经磨破了，我现在正在向出版社索要新的版本。
　　Kevin Craig机械工程教授威斯康辛州，密尔沃基市，卡凯特大学工程学院这本书是为那些设计或调试伺服回路，并有急迫问题需要解决的人撰写的。这本书同其他书稿不同，有一种清新的感觉，因为它不教大理论，让读者自己学会如何使用。作者对他的读者的想法有着不可思议的感觉，对帮助他的读者找到答案很有耐心和怜悯之情。例如，他曾多次提醒他们现在身处何处，他们正在带着问题往哪里走，所以他们不曾迷路。此外，作者避免使用行业术语，如果不能，他就不说。我还发现这一版新增加的内容，运动系统的快速控制原型技术，都及时而有效地使得从仿真过渡到嵌入式硬件方案的过程平稳顺利。
　　Zhiqiang Gao副教授、主任俄亥俄州，克利夫兰州立大学，先进控制技术中心

《控制系统设计实用手册（原版引进）》 内容简介： 这是一本专注于现代控制系统设计实践的权威指南。本书深入浅出地介绍了控制工程领域的核心概念、关键理论以及行之有效的工程方法，旨在为读者提供一套系统、全面的控制系统设计框架。无论是初学者还是经验丰富的工程师，都能从中汲取宝贵的知识和实用的技巧，以应对复杂多变的工程挑战。 本书涵盖的重点内容包括： 控制理论基础回顾与深化： 本书不会停留在基础的拉普拉斯变换和传递函数分析，而是将重点放在如何将这些理论知识灵活应用于实际系统。它会系统地梳理诸如稳定性判据（如根轨迹、奈奎斯特图、波特图）、系统响应分析（瞬态响应和稳态响应）以及系统建模方法（从物理模型到辨识模型）等核心概念，并在此基础上，引导读者理解不同模型对于控制器设计选择的影响。 经典控制设计方法精讲： 详细阐述了PID控制器的设计原理、整定方法及其在实际应用中的优缺点。重点会放在如何根据具体的系统特性和性能指标，例如超调量、峰值时间、调节时间、稳态误差等，来选择和调整PID参数。此外，还将探讨超前、滞后、超前-滞后补偿器等频率域补偿技术，以及如何利用它们来改善系统的稳定性、动态响应和抑制干扰的能力。 现代控制理论在工程中的应用： 聚焦于状态空间方法在复杂多输入多输出（MIMO）系统设计中的强大优势。书中将详尽讲解状态反馈控制器的设计，包括极点配置技术，并深入探讨状态观测器的设计，这是实现全状态反馈控制的关键。同时，还会介绍线性二次型调节器（LQR）和线性二次型高斯（LQG）控制器等最优控制方法，强调其在性能优化和鲁棒性设计方面的作用。 鲁棒控制与系统稳定性保障： 在实际工程中，系统参数的不确定性和外部干扰是不可避免的。本书将深入探讨如何设计能够有效应对这些不确定性的鲁棒控制器。内容将涵盖H∞控制、μ综合等先进的鲁棒控制技术，以及如何通过这些方法来保证系统在各种扰动下的稳定性与性能。 系统辨识与模型降阶： 强调了精确系统模型对于有效控制设计的重要性。书中将介绍常用的系统辨识方法，包括基于数据的模型辨识技术，以及如何在模型复杂时进行有效的模型降阶，以简化控制器设计并降低计算复杂度，同时尽量保留原系统的主要动态特性。 数字控制系统设计： 随着数字化技术的普及，数字控制器在现代控制系统中占据了核心地位。本书将详细讲解离散时间系统分析、采样时间选择、数字控制器设计（如脉冲响应不变法、双线性变换法）以及数字滤波器设计等内容，并探讨实际的数字实现过程中可能遇到的问题和解决方案。 控制系统仿真与实验验证： 强调理论知识与实践相结合的重要性。书中将引导读者如何利用MATLAB/Simulink等先进的仿真工具对设计的控制器进行性能评估和参数优化，模拟各种工况下的系统行为。同时，也会提及实际系统搭建和实验验证的必要性，以及如何从实验结果中反馈调整控制器设计。 工程实例与案例分析： 贯穿全书的丰富工程案例将理论知识与实际应用紧密结合。这些案例涵盖了不同领域的典型控制问题，例如机器人控制、航空航天系统、过程控制、电机驱动等，通过分析这些实际问题，读者能够更直观地理解控制理论的运用，并学习如何将所学知识应用于解决具体工程难题。 本书的特色： 理论与实践并重： 严谨的理论推导与丰富的工程实践案例相结合，确保读者既能掌握扎实的理论基础，又能胜任实际的控制系统设计工作。 循序渐进的编排： 从基础理论到高级技术，由浅入深，结构清晰，适合不同层次的读者。 强调工程化思维： 突出实际工程中的考量因素，如参数不确定性、传感器噪声、执行器限制等，并提供相应的处理方法。 面向现代控制工程需求： 涵盖了当今控制工程领域最前沿的理论和技术，为读者应对未来挑战做好准备。 无论您是机械、电子、自动化、航空航天等相关专业的学生，还是致力于提升控制系统设计能力的工程师，本书都将是您不可或缺的宝贵参考。它将助您深入理解控制系统的奥秘，掌握设计高性能、高可靠性控制系统的关键技能，最终成功解决各种工程难题。

评分☆☆☆☆☆

这本书，是我在控制领域的一场“心灵洗礼”。我一直觉得，控制理论虽然重要，但要将它转化为实际的工程应用，总感觉隔着一层窗户纸。《控制系统设计指南(原书第4版)》就好像帮我捅破了这层窗户纸。书中关于“工程应用”的实例分析，让我看到了理论的强大生命力。我尤其对书中关于“机器人控制”和“航空航天控制”的案例印象深刻。这些都是对控制系统精度和可靠性要求极高的领域，而书中清晰地展示了如何运用各种先进的控制理论和方法来解决这些实际问题。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是告诉你“为什么这么做”，以及“这样做的好处和局限性”。我反复研读了书中关于“故障诊断”和“容错控制”的内容。在实际的工程应用中，系统的故障是不可避免的，如何及时发现故障并采取措施，保证系统的安全运行，是一个非常重要的课题。书中提供的多种故障检测和隔离技术，以及相应的容错控制策略，为我提供了宝贵的参考。它让我意识到，一个真正优秀的控制系统，不仅要能正常工作，更要能在出现问题时，能够优雅地应对，将损失降到最低。这本书就像一位技艺精湛的工匠，不仅为你提供了最精密的工具，更教会你如何用这些工具，去雕刻出最完美的工程作品。

评分☆☆☆☆☆

这本书，让我看到了控制理论的“生命力”。它不仅仅是枯燥的公式和理论，而是与我们生活息息相关的工程技术。《控制系统设计指南(原书第4版)》的魅力在于，它将抽象的概念与生动的工程实践紧密结合，让我能够真正理解控制系统在现代社会中的重要作用。我尤其对书中关于“自适应控制”和“神经网络控制”的介绍感到兴奋。在面对复杂多变的系统时，传统的固定参数控制器往往难以胜任。而自适应控制和神经网络控制，能够通过学习和调整，来适应系统的变化，这为我们解决更复杂的工程问题提供了新的途径。它不仅仅是教我如何“固定”地设计一个控制器，而是教我如何设计一个能够“自我进化”的控制器。书中关于“模糊逻辑控制”的讲解，也让我眼前一亮。模糊逻辑以其直观易懂的方式，能够处理模糊和不确定的信息，这在很多领域都有着广泛的应用前景。我反复研读了书中关于“多模型自适应控制”的部分，它能够根据系统当前的状态，选择最合适的模型和控制策略，从而实现最优的控制性能。这本书就像一个充满活力的工程师，不仅为你提供了最新的技术工具，更教会你如何用这些工具，去创造更智能、更高效的未来。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我重新认识“工程”二字的著作。在此之前，我总觉得工程设计更多的是一种经验的积累和技巧的运用，但《控制系统设计指南(原书第4版)》彻底颠覆了我的认知。它让我明白，真正的工程设计，是建立在扎实的理论基础之上，并且需要系统性的思维方式。书中在讲解PID控制器设计时，不仅仅是提供了调参的经验公式，而是深入剖析了PID的每一个组成部分（比例、积分、微分）对系统性能的影响，以及它们之间的相互作用。更让我惊喜的是，书中还介绍了许多比PID更先进、更适合特定场景的控制器设计方法，例如状态空间法、李雅普诺夫稳定性理论的应用等等。这些方法虽然听起来有些高深，但作者通过清晰的推导和详实的例子，让我能够逐步理解它们的原理和优势。尤其是在处理多输入多输出（MIMO）系统时，书中提供的各种解耦技术和鲁棒控制设计策略，简直是为复杂系统量身定制的解决方案。它不仅仅是在“解决”问题，更是在“优化”解决方案，追求更高的性能和更强的鲁棒性。我特别喜欢书中对于不确定性系统和时变系统的处理方式，这在现实世界的工程应用中是绕不开的难题，而这本书则提供了非常有价值的指导。它让我意识到，在进行工程设计时，必须考虑到各种外部干扰和系统自身的变化，并设计出能够应对这些挑战的控制策略。这本书就像一本精心打磨的工具箱，里面装满了最尖端的工具，并且告诉你如何最有效地使用它们，来解决最棘手的工程难题。

评分☆☆☆☆☆

这本书，是我在工程实践中遇到的一个“解忧良方”。我曾经在实际项目中遇到过一些棘手的控制问题，总是感觉难以找到有效的解决方案。《控制系统设计指南(原书第4版)》就像是为我量身定制的“宝典”。书中对各种控制理论的讲解，都非常深入且贴合实际。我尤其喜欢书中关于“结构化奇异值（SSV）”在鲁棒控制设计中的应用。这种方法能够更精确地分析系统的鲁棒裕度，并指导我们设计出更具鲁棒性的控制器。它不仅仅是告诉你一个“大概”的鲁棒性指标，而是给你一个“量化”的、可操作的指标。书中关于“模型预测控制（MPC）”的详细介绍，让我看到了未来控制技术的发展方向。MPC能够预测系统的未来行为，并基于预测结果来优化控制指令，这在许多复杂的工业过程中有着巨大的应用潜力。我反复研读了书中关于“先进PID控制”的部分，它不仅仅是传统的PID，还包括了各种改进型PID控制器，以及如何根据实际系统的特点来选择和调整PID参数，这对于提高控制系统的性能非常重要。它不仅仅是告诉你一个“通用的”解决方案，而是教你如何根据具体情况，去“定制”解决方案。这本书就像一位经验丰富的“老工匠”，不仅为你提供了最精密的工具，更教会你如何用这些工具，去解决最复杂、最棘手的工程难题。

评分☆☆☆☆☆

一本让我醍醐灌顶的控制理论宝典！我一直以来都觉得控制系统设计这个领域，虽然在工程实践中无处不在，但深入理解其理论内核却总是有那么点难以捉摸。手捧着这本《控制系统设计指南(原书第4版)》，我仿佛打开了一扇新世界的大门。作者以极其严谨又充满洞察力的视角，将复杂的概念层层剥开，让你在不知不觉中就领悟了其中的精髓。尤其是关于系统建模的部分，虽然我知道这是基础，但书中对于不同类型系统（比如机械、电气、液压等）建模的细致讲解，以及如何选取合适的模型来解决实际问题，真的是让我耳目一新。它不仅仅是教你“怎么做”，更重要的是让你明白“为什么这么做”。书中大量的图示和仿真实例，更是将理论与实践紧密结合，让抽象的概念变得可视化，极大地降低了理解门槛。我尤其欣赏作者在讲解稳定性分析时，那种循序渐进的逻辑，从最基本的概念入手，逐步深入到各种稳定性判据的推导和应用，并且清晰地指出了不同判据的适用范围和优缺点。这让我在面对各种复杂的系统时，能够更有针对性地选择合适的分析工具，而不是茫然不知所措。它没有直接告诉你一个放之四海而皆准的“秘籍”，而是教会你一套思考问题的框架和方法论，让你自己能够去发现和解决问题。这本书就像一个经验丰富的导师，在你探索控制世界时，始终在你身边，为你指引方向，但又不过分干预，让你有机会自己去实践和成长。读完之后，我感觉自己对“控制”这个词有了更深层次的理解，不再仅仅是简单的反馈调节，而是一种对系统行为的深度洞察和精确塑造。

评分☆☆☆☆☆

这本书，是我在理解“系统”这个概念上的一个重要里程碑。我一直觉得，我们所处的世界是由无数个相互关联的系统组成的，而控制理论正是理解和驾驭这些系统的关键。《控制系统设计指南(原书第4版)》以其宏大的视角和精微的细节，让我对“系统”有了更深刻的认识。书中关于“多速率系统”和“分布式控制系统”的讲解，让我看到了控制理论在处理复杂网络化系统方面的巨大潜力。在当今信息化的时代，这种分布式、网络化的系统越来越普遍，而如何有效地控制它们，是一个巨大的挑战。书中提供的相关理论和方法，为我解决这些问题提供了思路。我尤其欣赏书中关于“模型降阶”的章节，在实际工程中，我们往往会遇到非常庞大复杂的系统，而精确的数学模型可能难以获得或难以处理。书中介绍的各种降阶技术，能够帮助我们提取出系统的关键动态特性，并在此基础上设计出有效的控制器，这对于降低计算复杂度、提高控制效率至关重要。它不仅仅是告诉你一个“现成”的解决方案，而是教你如何去“创造”解决方案。我反复阅读了书中关于“输入饱和”和“输出饱和”的处理方法，在实际的工程应用中，执行器的饱和是一个非常普遍且难以处理的问题。书中提供的补偿策略和控制器设计方法，能够有效地应对这些限制，保证系统的性能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字，在我看来，就是一本关于“驾驭复杂”的艺术指南。我常常在想，为什么有些系统能够稳定运行，而有些却总是会出问题？《控制系统设计指南(原书第4版)》就给了我一个清晰的答案。它深入浅出地阐述了控制系统的基本原理，并通过大量的案例分析，让我看到了理论如何转化为实际的工程解决方案。我尤其被书中关于“非线性系统”的章节所吸引。现实世界中的许多系统都不是线性的，而线性控制理论在这种情况下往往失效。这本书提供了多种非线性控制方法，比如反馈线性化、滑模控制等，并且通过实例展示了它们在解决实际问题上的强大能力。这让我认识到，要成为一名优秀的控制工程师，必须具备处理复杂非线性系统的能力。同时，书中关于“鲁棒性”的强调，也让我受益匪浅。一个好的控制系统，不仅要能在理想条件下工作，更要能在各种不确定性和干扰下保持稳定和性能。书中关于H无穷控制、LMI（线性矩阵不等式）等鲁棒控制方法的介绍，为我打开了新的思路。它不仅仅是教你如何设计控制器，更是教你如何设计出“坚不可摧”的控制器。我反复研读了书中关于模型简化和降阶的部分，因为在实际工程中，往往无法得到精确的系统模型，如何从复杂模型中提取出关键信息，并设计出有效的控制器，是至关重要的一环。这本书在这方面提供了非常有价值的指导。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我感受到“设计”背后巨大智慧的著作。《控制系统设计指南(原书第4版)》不仅仅是一本技术手册，更是一本关于如何进行严谨、高效、创新的工程设计的思想指南。我尤其喜欢书中关于“系统辨识与建模”的章节，它不仅仅是给出了各种建模的方法，更重要的是强调了“模型”的意义和局限性。作者深入浅出地讲解了如何根据系统的物理特性和已有的信息，选择合适的模型来描述系统行为，以及如何通过实验数据来验证和修正模型。这让我明白，一个好的模型是成功设计的基础。书中关于“反馈控制”的深入探讨，更是让我醍醐灌顶。它不仅仅是解释了反馈的原理，更重要的是讲解了如何通过巧妙的反馈设计，来改善系统的动态性能、提高系统的鲁棒性，甚至实现一些原本不可能的功能。我反复研读了书中关于“状态反馈”和“观测器设计”的内容。这些现代控制理论中的重要概念，通过作者的讲解，变得清晰易懂，并且能够直接应用于实际的工程问题。它让我意识到，通过对系统内部状态的精确估计和控制，能够实现更优化的控制性能。这本书就像一个充满智慧的设计师，不仅为你提供了精密的工具，更教会你如何用这些工具，去创造出令人惊叹的工程杰作。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的冲击，就像是在迷雾中看到了一束清晰的灯塔。我之前接触过一些控制理论的入门书籍，总感觉它们过于理论化，与实际应用脱节，让我对学习控制系统设计产生了些许畏难情绪。《控制系统设计指南(原书第4版)》完全打破了我的这种固有印象。作者在内容编排上，遵循了从易到难、由浅入深的原则，但每一部分的深度都足够，而且都与实际工程紧密相连。我特别欣赏书中关于频率域分析和设计的章节，例如Bode图、Nyquist图的绘制和解读，以及如何利用它们来分析系统的稳定性和性能。作者不仅解释了这些图形的意义，更重要的是教会我如何根据这些图形来判断系统的优劣，并指导我如何进行控制器设计以达到预期的性能指标。书中对于根轨迹法的讲解也十分到位，通过根轨迹的变化，可以直观地看到控制器参数对系统闭环极点位置的影响，从而指导我们选择合适的参数。这对于理解系统的动态行为非常有帮助。此外，书中还涉及了一些现代控制理论的内容，比如模型预测控制（MPC）的基本思想和应用场景，这让我看到了控制理论在智能化和自动化领域的巨大潜力。总而言之，这本书给我最大的感受就是“实用”和“深入”。它既有扎实的理论基础，又有丰富的工程实践指导，让我能够真正地将所学知识应用到实际问题中去，并且能够解决那些之前看起来非常棘手的问题。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我从“知道”到“理解”的飞跃。我曾经阅读过一些控制理论的教科书，但总感觉它们像是一堆零散的知识点，缺乏一个贯穿始终的逻辑线。《控制系统设计指南(原书第4版)》则完全不同。它就像一位经验丰富的导师，循序渐进地引导我深入理解控制系统的设计哲学。书中关于“系统辨识”的章节，给我留下了深刻的印象。在实际工程中，我们很少能获得完美的系统模型，很多时候需要从实验数据中辨识出系统的模型参数。书中详细介绍了多种系统辨识的方法，并分析了它们的优缺点和适用场景，这对于我独立进行系统建模非常有帮助。我特别喜欢书中关于“最优控制”的讨论，比如LQR（线性二次调节器）的设计。它不仅仅是追求系统的稳定性，更是追求在满足一定约束条件下的最优性能。这种“精益求精”的设计理念，让我对控制系统设计有了更深的敬畏。书中还引入了一些关于“自适应控制”和“模糊控制”的概念，这让我看到了控制理论在处理未知和不确定性系统方面的巨大潜力。它不仅仅是教我如何“固定”地设计一个控制器，而是教我如何设计一个能够“自我学习”和“自我调整”的控制器。读完之后，我感觉自己对“控制”这个词有了全新的认识，它不再仅仅是简单的信号传递，而是一种对系统行为的深刻洞察和精妙调控。

评分☆☆☆☆☆

内容丰富翔实。

评分☆☆☆☆☆

特别好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好好

评分☆☆☆☆☆

书是好书，就是里边的知识，有的地方有点深奥，可能要慢慢的读吧，多多学习，学习，学习这种控制理论

评分☆☆☆☆☆

不错的，发货挺快，质量还可以，用着不错的

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很好，提升视野

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内容丰富翔实。

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很不错的书

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书是好书，就是里边的知识，有的地方有点深奥，可能要慢慢的读吧，多多学习，学习，学习这种控制理论

评分☆☆☆☆☆

书好坏先不说，随书用的软件在书中所说的win7，xp下运行不了书中实例，总是报错。作者写这本书的初衷是能通过实例快速对控制系统设计形成直觉，结果现在不得不花费大量的精力在simulink中重新搭建书中例子。这让这本书的价值大打折扣。不知道之前购买的买家最后是怎么处理的。(PS:随书用的软件已经差不多五年没更新了。。。。)