自动控制原理(第三版)

自动控制原理(第三版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

吴怀宇 著
图书标签:
  • 自动控制原理
  • 控制理论
  • 经典控制
  • 现代控制
  • 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:9787568033336
版次:3
商品编码:12179281
包装:平装
丛书名: 新工科卓越工程师培养计划电气信息类专业系列教材
开本:16开
出版时间:2017-09-01
用纸:胶版纸
页数:376
字数:569000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :本书可作为自动化类、电气工程类、电子信息类、仪器仪表类等相关专业的本科生教材,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。
"本书从课程性质与目标定位、课程内容与教学要求、基本概念与核心概念、系统分析与综合等关键问题入手,探索融合启发式、探究式、讨论式等多样化的“教”与“学”的学习方式,融入了“新工科”和高等工程教育认证的若干内涵特征。
"

内容简介

本书是根据教育部高等学校自动化类专业“自动控制原理”课程教学大纲和高等工程教育认证标准的要求编写的。全书从高等工程教育对人才培养的新要求出发,讨论了经典控制理论的基本概念、基本原理和基本方法,尝试将“新工科”和高等工程教育认证的内涵特征融入控制系统建模、分析与综合,致力于培养学生的创新意识、实践动手能力和解决复杂工程问题的能力。全书共九章和两个附录。九章内容包括:绪论,线性控制系统的数学模型,控制系统的时域分析,根轨迹法,控制系统的频域分法,控制系统的校正与设计,非线性控制系统,离散控制系统和直流电动机控制系统分析与综合。两个附录包括: Matlab/Simulink在控制系统分析与综合中的应用实例,自动化领域重要学术期刊、会议及文献检索工具。本书可作为自动化类、电气工程类、电子信息类、仪器仪表类等相关专业的本科生教材,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。

作者简介

"吴怀宇,男,1961年4月出生,工学博士,教授,博士生导师。现任武汉科技大学副校长。2007全国优秀教师,中国冶金建设高级技术专家,湖北省有突出贡献中青年专家。
现为教育部高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会委员;教育部冶金自动化与检测技术工程研究中心负责人; 教育部国家精品课程评审人;国家自然科学基金评审人;美国电气与电子工程师学会会员(IEEE);英国电气工程师学会会员(IEE) ;日本电子情报通信学会会员(IEICE)等。
目前主持国家自然科学基金1项、国际科技合作研究基金1项、教育部和湖北省研究基金各1项;主持省级教学研究课题2项;参加完成国家自然科学基金1项、863项目1项、985项目1项等;获省部级科技进步奖二等奖2项;教育部科技成果鉴定2项;湖北省自然科学优秀学术论文一等奖1项(2006);武汉市自然科学优秀学术论文一等奖1项(2005);国家发明专利4项,实用新型专利2项;专著1部《时间序列分析与综合》(2004),参编教材1部《过程控制系统》共两章(2002年第一版,2007年第二版);在IEEE Transactions on Robotics and Automation(2004.8)、IEEE/ASME Transactions on Mechatronics(2004.3)、IEICE Transactions on Electronics(2005.10)和Mechatronics(2006.1)等学术期刊上发表论文50余篇。SCI收录5篇,EI收录34篇,ISTP收录18篇。"

精彩书评

本书的zui大特点是融入了“新工科”和高等工程教育认证的若干内涵特征,内容设置上贴近工程,贴近实践,着力培养学生的实践能力。

目录

"1绪论(1)
1.1控制理论的形成与发展(1)
1.1.1自动控制理论阶段(2)
1.1.2现代控制理论阶段(6)
1.1.3智能控制理论阶段(6)
1.2自动控制系统的基本概念(9)
1.2.1手动控制与自动控制系统(9)
1.2.2自动控制系统的基本环节(12)
1.2.3自动控制系统的基本变量(13)
1.2.4开环控制系统(13)
1.2.5闭环控制系统(14)
1.2.6复合控制系统(15)
1.3自动控制系统性能的基本要求(16)
1.3.1稳定性(16)
1.3.2动态特性(18)
1.3.3静态特性(20)
1.4自动控制系统的分类(21)
1.4.1线性系统与非线性系统(21)
1.4.2连续系统与离散系统(22)
1.4.3恒值系统与随动系统(23)
1.4.4单变量系统与多变量系统(23)
1.4.5确定性系统与不确定性系统(23)
1.4.6集中参数系统与分布参数系统(23)
1.5教学内容与要求(23)
1.5.1教学内容(23)
1.5.2教学要求(24)
本章小结(25)
本章习题(25)
2线性控制系统的数学模型(26)
2.1微分方程描述法(26)
2.2传递函数描述法(31)
2.2.1传递函数的定义(31)
2.2.2传递函数的基本性质(31)
2.2.3典型环节的传递函数(32)
2.3方框图描述法(35)
2.3.1方框图的定义(35)
2.3.2方框图的等效变换(37)
2.4信号流图描述法(41)
2.4.1信号流图的定义与基本术语(42)
2.4.2信号流图的基本性质(42)
2.4.3信号流图的绘制(43)
2.4.4信号流图的梅森公式(44)
2.5控制系统的典型传递函数(45)
2.5.1系统的开环传递函数(45)
2.5.2系统的闭环传递函数(46)
2.5.3系统的误差传递函数(46)
本章小结(47)
本章习题(48)
自动控制原理(第三版)目录3控制系统的时域分析(52)
3.1典型输入信号(52)
3.2线性定常系统的时域响应与性能指标(53)
3.2.1线性定常系统的时域响应(53)
3.2.2控制系统时域响应的性能指标 (54)
3.3一阶系统的时域响应(55)
3.3.1一阶系统的单位阶跃响应(55)
3.3.2一阶系统的单位脉冲响应(56)
3.3.3线性定常系统的重要特性(56)
3.4二阶系统的时域响应(57)
3.4.1二阶系统的数学模型(57)
3.4.2二阶系统的单位阶跃响应(58)
3.4.3二阶系统的时域响应的性能指标(60)
3.4.4二阶系统的单位脉冲响应(66)
3.5高阶系统的时域响应(66)
3.5.1高阶系统单位阶跃响应(66)
3.5.2闭环主导极点(68)
3.6线性定常系统的稳定性(69)
3.6.1控制系统稳定性的概念与条件(69)
3.6.2线性定常系统稳定的充分必要条件(69)
3.6.3劳斯稳定判据(70)
3.6.4劳斯判据的特殊情况(71)
3.6.5赫尔维茨稳定判据 (73)
3.6.6稳定判据的应用(74)
3.6.7相对稳定性和稳定裕度(75)
3.7系统的稳态误差(76)
3.7.1误差及稳态误差的基本概念(76)
3.7.2系统稳态误差的计算(78)
3.7.3动态误差系数(82)
3.7.4改善系统稳态精度的途径(83)
本章小结(86)
本章习题(87)
4根轨迹法(90)
4.1根轨迹的基本概念(90)
4.2根轨迹方程(91)
4.3常规根轨迹绘制规则(93)
4.4广义根轨迹及其绘制(101)
4.4.1参数根轨迹(101)
4.4.2零度根轨迹(103)
4.5控制系统的根轨迹分析(106)
4.5.1基于根轨迹的系统稳定性分析(106)
4.5.2基于根轨迹的系统稳态性能分析(106)
4.5.3基于根轨迹的系统动态性能分析(107)
4.5.4增加开环零、极点对根轨迹的影响(108)
本章小结(109)
本章习题(109)
5控制系统的频域分析(111)
5.1频率特性的基本概念(111)
5.1.1线性系统的频率响应和频率特性(111)
5.1.2用图形表示频率特性(113)
5.2典型环节的频率特性(115)
5.2.1比例环节的频率特性(116)
5.2.2积分环节的频率特性(116)
5.2.3微分环节的频率特性(118)
5.2.4惯性环节和一阶微分环节的频率特性(119)
5.2.5振荡环节和二阶微分环节的频率特性(122)
5.2.6时滞环节的频率特性(126)
5.3系统开环频率特性(127)
5.3.1开环幅相频率特性曲线(127)
5.3.2开环对数频率特性曲线(133)
5.3.3最小相位系统和非最小相位系统(137)
5.4控制系统的频域稳定性判据(139)
5.4.1幅角原理(139)
5.4.2奈氏判据(140)
5.4.3奈氏判据在伯德图中的应用 (146)
5.5控制系统的相对稳定性(147)
5.5.1相位裕量(148)
5.5.2增益裕量(148)
5.5.3开环对数频率特性与相对稳定性的关系(150)
5.6控制系统的闭环频率特性(155)
5.6.1开环频率特性与闭环频率特性的关系(156)
5.6.2等M圆图和等N圆图(156)
5.6.3尼柯尔斯图线(159)
5.6.4非单位反馈系统的闭环频率特性(162)
5.7频域性能指标与时域性能指标的关系(162)
5.7.1开环频域指标和时域性能指标的关系(162)
5.7.2闭环频域指标与时域性能指标的关系(164)
本章小结(166)
本章习题(167)
6控制系统的校正与设计(169)
6.1控制系统校正的概念(169)
6.2常用校正装置及其特性(172)
6.2.1超前校正装置(172)
6.2.2滞后校正装置(173)
6.2.3滞后�渤�前校正装置(174)
6.2.4PID校正装置(175)
6.3采用频率法进行串联校正(178)
6.3.1超前校正设计(179)
6.3.2滞后校正设计(180)
6.3.3滞后�渤�前校正设计(182)
6.3.4按系统期望频率特性进行校正(184)
6.3.5PID校正(187)
6.4反馈校正及其参数确定(189)
本章小结(193)
本章习题(193)
7非线性控制系统(197)
7.1非线性系统概述(197)
7.1.1典型非线性特性(197)
7.1.2非线性系统的基本特征(199)
7.1.3非线性系统的分析方法及应用(201)
7.2描述函数法(202)
7.2.1描述函数法的基本概念(202)
7.2.2典型非线性特性的描述函数(203)
7.2.3用描述函数法分析非线性系统的稳定性(208)
7.3相平面法(211)
7.3.1相平面的基本概念(211)
7.3.2相轨迹的绘制(212)
7.3.3相平面分析(214)
本章小结(223)
本章习题(223)
8离散控制系统(226)
8.1离散系统的基本概念(226)
8.1.1离散控制系统(226)
8.1.2离散控制系统的特点(229)
8.1.3离散控制系统的研究方法(229)
8.2信号的采样与保持(229)
8.2.1采样过程及其数学描述(229)
8.2.2采样定理(231)
8.2.3信号的复现与零阶保持器(232)
8.2.4采样周期的选择(234)
8.3z变换理论(235)
8.3.1z变换的定义(235)
8.3.2z变换方法(236)
8.3.3z变换基本定理(240)
8.3.4z反变换(243)
8.4离散控制系统的数学模型(245)
8.4.1差分方程(246)
8.4.2脉冲传递函数(247)
8.4.3差分方程和脉冲传递函数的关系(256)
8.5离散控制系统的分析(257)
8.5.1离散控制系统的稳定性(257)
8.5.2离散控制系统的稳态误差(261)
8.5.3离散控制系统的动态性能分析(263)
本章小结(267)
本章习题(267)
9直流电动机控制系统分析与综合(270)
9.1直流电机简介(270)
9.2直流电动机模型及特性分析(271)
9.2.1直流电动机模型(271)
9.2.2直流电动机模型特性分析(272)
9.3直流电动机闭环控制系统的时域分析(274)
9.3.1基于调速模型讨论闭环控制与开环控制的优劣(274)
9.3.2基于位置模型讨论PID闭环控制(277)
9.4直流电动机闭环控制系统的频域分析(291)
9.5直流电动机位置与速度控制系统综合(293)
9.5.1直流电动机位置控制系统的根轨迹综合(293)
9.5.2直流电动机位置控制系统的频域综合(302)
9.6直流电动机离散控制系统分析(312)
9.7直流电动机离散控制系统综合(315)
9.7.1利用连续域离散化方法综合控制系统(315)
9.7.2利用最小拍设计方法综合控制系统(318)
9.8直流电动机非线性反馈控制系统综合(324)
9.8.1非线性速度反馈校正改善动态品质(324)
9.8.2前向通道加入非线性环节改善动态品质(326)
9.8.3用非线性切换方式改善滞后(PI)校正(328)
本章小结(329)
附录1Matlab/Simulink在控制系统分析与综合中的应用实例(330)
附录2自动化领域重要学术期刊、会议及文献检索工具(358)
参考文献(360) "

前言/序言

本书第二版自2012年8月出版以来,一直受到广大读者、兄弟院校师生的喜爱与关注。本书第三次修订,源于以下几个重要背景。其一,2010年6月,教育部试点实施“卓越工程师教育培养计划”(简称卓越计划),卓越计划具有企业深度参与培养过程,学校按照国家工程认证通用标准和行业标准培养工程人才,强化培养学生工程能力和创新能力的要求和特点。其二,2016年6月2日,在吉隆坡召开的国际工程联盟大会上,全票通过了我国加入《华盛顿协议》的转正申请。由此,我国成为第18个《华盛顿协议》正式成员。这标志着我国高等工程教育质量在国际上得到认可,加快了我国工程教育国际化步伐。今后,通过中国工程教育专业认证协会(CEEAA)认证的中国大陆工程专业本科学位将得到美、英、澳等所有该协议正式成员国的承认。其三,2017年2月18日,教育部在复旦大学召开“综合性高校工程教育发展战略研讨会”,第一次公开提出“新工科”概念,并发布了有关新工科的十点共识,即“复旦共识”,初步提出了新工科的内涵特征、新工科建设与发展的路径选择等内容。2017年4月18日,教育部在天津大学举行“工科优势高校新工科建设研讨会”,形成了“新工科建设行动路线图”,即“天大行动”。 2017年6月1日,清华大学召开工科发展研讨会,制定并启动“强化工科优势行动计划”。正是基于以上背景要求,《自动控制原理》第三次修订试图从课程性质与目标定位、课程内容与教学要求、基本概念与核心概念、系统分析与综合等关键问题入手,探索融合启发式、探究式、讨论式等多样化的“教”与“学”的学习方式,试图融入“新工科”和高等工程教育认证的若干内涵特征。例如,运用工程数学和工程科学原理识别、分析和表达典型控制系统问题;将数学、工程知识和现代计算工具应用于解决复杂控制系统问题,包括理论分析、设计实验与解释数据等;通过拓展复杂控制系统的分析与综合训练,着力培养学生自主学习、团队协作与沟通的意识和能力等。总之,希望通过本次修订,使《自动控制原理(第三版)》教材的内容更有助于培养学生的创新意识、实践动手能力和解决复杂工程问题的能力。本次主要修改和增补内容说明如下。在1.1节,增补了与自动控制技术发展相关的zui新科技进展;将第二版1.3节合并到1.2节中,便于读者更加系统和完整地理解自动控制系统基本组成;将第二版1.5节合并到1.3节中,并增加了有界输入、有界输出稳定和李雅普诺夫稳定性的定义,使读者易于系统地理解自动控制系统的基本要求。在2.3.2节,增补了比较点和引出点移动解决方案的说明,使读者易于理解和接受;在2.4节,增补了信号流图与方框图应用范围的比较,便于读者了解并熟悉信号流图与方框图的不同特点。在4.3节,重写了常规根轨迹绘制规则的内容;在4.5.2节,重写了基于根轨迹的系统稳态性能分析的内容。在5.3.3节,将开环对数幅频特性低频段特点与系统型别关系纳入到“开环对数频率特性曲线”这一节中,有助于读者全面地理解绘制过程及特性。将第二版6.2节调整到6.2.4节;考虑到利用根轨迹法进行校正在实际工程应用中很少涉及,删除了第二版6.5节根轨迹法串联校正。在7.3节,增补了相平面分析法的发展历程;在7.3.2节,增补了解析法和等倾斜线法的优点分析;在7.3.3节,增补了非线性系统相平面分析与线性系统相平面分析的不同特点。删除了第二版8.6节“zui少拍无差离散控制系统设计”部分。新增了第9章“直流电动机控制系统分析与综合”,借助Matlab/Simulink数值计算工具对典型直流电动机控制系统进行了仿真分析、设计、验证和比较,更有助于提高读者分析和解决复杂工程问题的综合能力。扩充了每一章的思考题和控制工程综合练习题。将原来分布在各章zui后一节的Matlab/Simulink软件工具在控制系统分析与综合中的应用实例集中于附录一,学习难度从入门到提高,便于读者循序渐进地学习和掌握。新增了附录二,介绍了自动化领域代表性的学术期刊、会议以及国际三大文献检索数据库,供读者查阅和参考。本书第三版由吴怀宇主编,参与本次修订的有湖南大学谭建豪,郑州大学曾庆山,三峡大学王仁明,长江大学朱清祥,武汉科技大学熊凌,河北工业大学张燕,广西大学胡立坤,中南民族大学张俊敏,武汉工程大学王后能,湖北工业大学常雨芳;武汉科技大学郑秀娟协助补充和校对了部分内容。需要特别指出的是,国家杰出青年基金获得者、武汉科技大学柴利教授,华北电力大学韩璞教授,江汉大学钱同惠教授、刘霞教授,中国地质大学贺良华教授,东华理工大学罗先喜教授及其他很多友人都给予了大力支持和热情帮助。此外,本书第三版内容中仍然包含第一版和第二版诸多参编者的辛勤劳动成果。在本书出版之际,请允许我向所有对于本书撰写、修改、出版与选用提供过帮助与支持的同志们表示衷心的感谢!本书修订得到了教育部“自动控制原理”国jia级精品资源共享课程(教高厅函[2016]54号)、第一批“十二五”普通高等教育本科国jia级规划教材(教高函[2012]21号)、“控制理论与应用核心课程”国家教学团队(教高函[2009]18号)和“自动控制原理”国jia级精品课程(教高函[2008]22号)等国家教学质量工程项目的资助,在此表示衷心的感谢!由于编者水平有限,书中难免有缺点与错误,恳请各界读者和广大师生进一步批评和建议。编者
《工程系统分析与建模》 这是一部深入剖析现代工程系统运行机制的著作,旨在为读者构建一套系统化、精细化的分析与建模框架。书中内容涵盖了从基础概念到前沿技术的广泛领域,强调理论与实践的紧密结合,特别适合于从事各类工程设计、优化与控制的专业人士以及相关专业的进阶学生。 核心内容概览: 第一部分:系统基础理论与数学工具 本部分奠定坚实的理论基础,首先回顾和梳理了系统科学的核心思想,包括系统的定义、构成要素、状态、输入输出关系、反馈与前馈等基本概念。随后,详细阐述了进行系统分析所必需的数学工具,重点介绍线性代数在系统描述中的应用,如矩阵运算、特征值与特征向量分析等。在此基础上,深入讲解微分方程在动态系统建模中的核心作用,包括常微分方程和偏微分方程的建立与求解方法,为理解系统的动态行为提供数学语言。拉普拉斯变换作为连接时域与频域的关键桥梁,被详尽地介绍其性质、运算规则以及在求解线性常系数微分方程中的强大威力。傅里叶分析则被引入,用于分析系统的稳态频率响应,揭示信号的频谱特性与系统对不同频率成分的响应规律。Z变换作为离散时间系统分析的基础,其概念、性质及应用也得到了充分的阐述。 第二部分:线性系统建模与分析 本部分聚焦于线性系统的建模方法与深入分析。首先,系统地介绍了如何根据物理规律、实验数据或系统结构来建立描述线性系统的数学模型,包括微分方程模型、传递函数模型以及状态空间模型。传递函数作为输入输出关系的简洁表示,在频率域分析中尤为重要,本书将详细介绍其性质、零极点概念以及它们对系统动态行为的影响。状态空间模型则提供了一种更全面的描述方式,能够反映系统的内部状态,本书将深入探讨其解耦、可控性与可观性等重要概念,以及如何从状态空间模型导出传递函数。接着,本书将重点讲解线性系统的时域响应分析,包括单位阶跃响应、单位脉冲响应等,并分析超调量、调节时间、稳态误差等关键性能指标,以及这些指标与系统模型参数之间的内在联系。频率响应分析作为另一重要分析手段,将通过伯德图、尼奎斯特图等工具,直观地展现系统在不同频率下的增益和相移特性,并由此引出系统的稳定性判据,如奈奎斯特稳定判据和根轨迹法。 第三部分:非线性系统特性与分析 与线性系统不同,非线性系统展现出更加丰富和复杂的行为。本部分将引导读者认识非线性系统的基本特性,如饱和、死区、滞环、多值性等,并探讨这些非线性因素如何影响系统的动态行为。本书将介绍描述非线性系统的常用数学模型,如非线性微分方程。在分析方法上,将重点介绍线性化技术,即在特定工作点附近将非线性系统近似为线性系统,从而利用线性系统的分析工具来研究非线性系统的局部行为。同时,还将引入相平面分析等图解方法,用于直观地展示二维非线性系统的运动轨迹和平衡点的性质。分岔理论和混沌现象也将被引入,揭示非线性系统在参数变化时可能出现的突变行为以及看似随机但又遵循确定性规律的混沌现象,帮助读者理解这些复杂现象的产生机制。 第四部分:系统辨识与参数估计 在实际工程中,精确的系统模型往往难以直接获得。本部分将介绍系统辨识的基本原理和常用方法,即如何利用系统的输入输出数据来估计其数学模型参数。本书将涵盖静态辨识和动态辨识两类方法。静态辨识侧重于确定系统的稳态特性,如回归模型等。动态辨识则关注于建立系统的动态模型,将介绍基于模型的方法,如最小二乘法、最大似然法等,以及如何利用这些方法估计线性系统模型的参数,包括传递函数和状态空间模型的系数。此外,还将介绍一些模型结构的选择策略,以及如何评估辨识模型的有效性。 第五部分:工程应用案例与前沿展望 本部分将通过一系列具体的工程应用案例,展示前述理论与方法在实际问题中的应用。案例将涵盖但不限于机械系统、电子系统、热工系统、生物系统等多个领域,例如机器人动力学建模与分析、航空航天飞行器姿态控制、电力系统稳定分析、化学反应器过程控制等。通过分析这些具体案例,读者可以更深刻地理解理论知识的实践意义。最后,本书将对系统分析与建模领域的一些前沿发展进行展望,包括大数据驱动的系统建模、机器学习在系统分析中的应用、复杂网络系统分析以及智能控制理论等,为读者未来的学习与研究指明方向。 《工程系统分析与建模》力求以清晰的逻辑、严谨的数学推导和丰富的实例,帮助读者掌握分析和理解各类工程系统精髓的钥匙,从而在复杂的工程实践中做出更加明智和有效的决策。

用户评价

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拿到这本《自动控制原理(第三版)》的时候,我的第一感觉是它“厚重”。这种厚重感不仅仅体现在纸张的克数和页码的数量上,更在于它所承载的知识体系的深度和广度。翻开目录,那些熟悉的术语——传递函数、根轨迹、奈奎斯特图、伯德图……每一个都像一个等待我去破解的密码,勾勒出自动控制这个宏大领域的轮廓。我记得第一次接触到“PID控制器”这个概念时,觉得它就像一个万能钥匙,能够解决几乎所有的控制问题。然而,随着阅读的深入,我才意识到PID的背后是多么精妙的数学原理和工程实践。书中对PID参数整定的各种方法进行了详细的讲解,从试凑法到 Ziegler-Nichols 方法,再到更高级的自适应控制,作者层层递进,逻辑清晰,让我能够理解为什么不同的系统需要不同的参数设置,以及如何才能达到最优的控制效果。我曾在一个实验室里,面对一个复杂的机械臂,尝试用书中的知识去分析它的模型,设计它的控制器。那些曾经抽象的公式,在实际的操作中变得鲜活,我能够看到输入信号的变化如何影响输出,系统的响应曲线如何随着参数的调整而改变。这种理论与实践相结合的学习过程,让我对自动控制的理解不再停留在纸面,而是真正地“玩转”起来。这本书的附录部分,还包含了大量的工程案例分析,这些案例来自不同的行业,涉及不同的应用场景,让我看到了自动控制技术是如何在现实世界中发挥作用的,从工业生产线的自动化,到家用电器的智能化,再到航空航天器的精密导航,无处不有它的身影。这让我更加坚信,掌握了自动控制原理,就相当于掌握了驱动现代社会发展的重要引擎之一。

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我一直认为,一本优秀的教科书,应该能够引导读者进行独立思考,而不仅仅是信息的传递。《自动控制原理(第三版)》这本书,在这方面做到了极致。作者在讲解每一个理论概念时,都会引导读者思考“为什么”和“怎么样”。比如,在讲解“Nyquist稳定性判据”时,作者并没有直接给出判据的公式,而是通过分析系统的频率响应特性,让读者自己去体会,为什么频率响应曲线的形状能够反映系统的稳定性。这种引导式的学习方式,让我不仅“知其然”,更“知其所以然”。我印象最深刻的是书中关于“状态空间方法”的讲解。作者用非常清晰的逻辑,介绍了如何将高阶的微分方程转化为一组一阶的状态方程,以及如何利用状态向量来描述系统的动态特性。这种全新的视角,让我对自动控制系统的理解上升到了一个新的高度。我曾在一个项目中,需要对一个复杂的非线性系统进行建模和控制。当我阅读到书中关于“非线性系统分析”的章节时,我仿佛找到了解决问题的关键。作者介绍的各种非线性分析方法,让我能够更好地理解系统的行为,并设计出更有效的控制器。这本书的价值,不仅仅在于它提供了大量的自动控制知识,更在于它培养了我一种严谨的科学思维,一种用系统化、模型化的方法去解决问题的能力。

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我一直认为,一本好的教材,不仅仅是知识的搬运工,更应该是思维的启迪者。《自动控制原理(第三版)》恰恰就是这样一本让我受益匪浅的书。从拿到它开始,我就被它严谨而又充满活力的内容所吸引。书中对于“系统辨识”的讲解,给我留下了深刻的印象。作者并没有简单地介绍几种辨识方法,而是深入浅出地分析了每种方法的优缺点,以及它们适用于哪些具体的场景。这让我意识到,在实际的工程应用中,选择合适的建模方法与选择合适的控制器同等重要。我曾在一个项目组中,需要对一个未知的工业过程进行控制,而我们对这个过程的数学模型知之甚少。当我翻阅到这本书的“系统辨识”章节时,我仿佛找到了救星。我根据书中的指导,选择了合适的辨识算法,并成功地建立了一个能够较好地描述该过程的数学模型。这使得我们后续的控制器设计工作得以顺利进行,并最终取得了良好的控制效果。这本书的另一大特色是,它非常注重理论与实践的结合。书中提供了大量的工程实例,这些实例覆盖了工业自动化、航空航天、机器人等多个领域。通过对这些实例的分析,我不仅巩固了书中的理论知识,更重要的是,我看到了这些理论是如何在实际工程中得到应用的,以及如何解决实际工程中遇到的各种挑战。例如,书中对“鲁棒控制”的讲解,让我理解了在存在不确定性干扰的情况下,如何设计出性能稳定、可靠性高的控制器。这种深入的讲解,让我对自动控制技术在现代工程中的重要性有了更深刻的认识,也更加坚定了我继续深入学习自动控制的决心。

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我一直认为,对一个学科的理解,始于对它的历史和发展脉络的认知。《自动控制原理(第三版)》这本书,在这方面做得非常出色。它并没有一上来就抛出最复杂的理论,而是从自动控制最原始的概念讲起,比如古希腊时期水钟的调速器,到工业革命时期蒸汽机的飞轮调速器,作者娓娓道来,让我看到了自动控制技术是如何在人类文明的进程中,一步步地发展和演进的。这种历史的视角,让我对自动控制的理解不再局限于某个时期的技术,而是能够将其置于一个更广阔的视野中去审视。我尤其喜欢书中对“反馈”概念的引入。作者用非常生动形象的例子,比如恒温器控制室内温度,让我深刻理解了反馈在维持系统稳定性和实现精确控制中的核心作用。当我读到书中关于“数字控制”的部分时,我更是感到惊喜。作者详细地介绍了离散系统和数字控制器的设计方法,这对于我这个对计算机和信息技术非常感兴趣的人来说,无疑是雪中送炭。我能够清晰地看到,模拟控制是如何演变为数字控制,以及数字控制在现代社会中扮演的角色。这本书的语言风格也非常流畅,作者善于使用类比和比喻,将抽象的概念具象化,让读者能够更容易地理解和接受。我记得在一个阳光明媚的下午,我坐在公园的长椅上,翻阅着这本书,感受着知识的滋养,心中充满了对科学探索的渴望。这本书让我明白,自动控制不仅仅是一门技术,更是一种智慧,一种对世界运行规律的深刻洞察。

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拿到《自动控制原理(第三版)》这本书,我最初的感受是它的“实用性”。我一直对那些能够让事物“按部就班”运行的系统感到好奇,比如工厂里的生产线,又比如飞机上的导航系统。这本书,恰恰解答了我多年的疑惑。作者在讲解“控制器设计”时,并没有仅仅停留在理论层面,而是提供了非常多的工程上的考量。我记得书中对“PID控制器”的讲解,作者不仅介绍了PID的原理,还详细讨论了在实际应用中,如何根据被控对象的特性来选择合适的P、I、D参数,以及如何处理参数整定过程中可能出现的超调、振荡等问题。这让我意识到,一个看似简单的PID控制器,背后蕴含着丰富的工程经验和精妙的数学技巧。书中还提供了大量的工程案例,这些案例覆盖了工业自动化、机器人、航空航天等多个领域。我尤其喜欢书中对“模型预测控制(MPC)”的讲解。作者通过一个具体的化工过程控制案例,让我看到了MPC是如何通过预测未来系统的行为,并据此优化控制策略,从而实现更优的控制效果。这种前瞻性的控制思想,让我对自动控制技术的未来发展充满了期待。这本书的语言风格也非常清晰明了,作者善于使用图表和公式来辅助说明,让抽象的概念更容易被理解。我常常在晚上,点一盏台灯,与这本书为伴,感受着知识的力量,也感受着自己在这个领域的不断成长。

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这本书的扉页泛黄,散发着淡淡的纸张和油墨混合的古老气息,我第一眼看到它,就有一种穿越时空的错觉。封面上“自动控制原理(第三版)”几个字,简洁有力,仿佛凝聚了无数智慧的结晶。我迫不及待地翻开它,指尖划过每一页,感受着作者严谨的逻辑和清晰的思路。我曾在一个遥远的午后,坐在窗边,阳光斜斜地洒进来,照亮书页上的每一个公式和图表。那些复杂的数学模型,曾经让我望而生畏,但在这个版本中,它们仿佛被施了魔法,变得生动起来。作者用通俗易懂的语言,结合大量的实例,将抽象的概念具象化,让我能够一步步地理解,甚至感受到控制理论的魅力。我尤其喜欢其中关于“系统稳定性”的章节,它不仅仅是理论的阐述,更像是对生命体征的解读,让我深刻理解了什么叫做“动态平衡”。每一次阅读,我都能有新的体会,仿佛在与一位经验丰富的导师对话,他循循善诱,指引我走出迷茫,探索未知的领域。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一扇窗,让我得以窥见工业自动化、机器人技术、航空航天等众多前沿科技背后最核心的驱动力。我常常在深夜,点一盏台灯,与这本书为伴,沉浸在它构建的知识体系中,感觉自己仿佛也成为了那个能够驾驭复杂系统的工程师,心中充满了探索的冲动和创造的激情。这本书对我而言,不仅仅是学习的工具,更是一种精神的启迪,它让我看到了科学的严谨与美的统一,也让我对未来充满了无限的憧憬和期待。

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我一直对那些能够“自动”运转起来的系统感到好奇。《自动控制原理(第三版)》这本书,就像一把钥匙,为我打开了那个充满奥秘的世界。初读这本书,我会被那些复杂的数学公式和专业术语所震撼,但随着阅读的深入,我发现作者的讲解非常有条理,他总能循序渐进地引导读者进入自动控制的殿堂。我印象最深刻的是书中关于“李雅普诺夫稳定性分析”的部分。一开始,我以为这是一个纯粹的数学理论,与实际应用相去甚远。但作者通过一系列的例子,比如一个弹簧阻尼振子系统,让我理解了李雅普诺夫函数是如何用来判断系统的稳定性,而无需求解系统的所有运动轨迹。这种抽象的数学工具,在作者的笔下变得生动而富有意义。我记得在一个寒冷的冬夜,我捧着这本书,一杯热茶,在昏黄的灯光下,一遍遍地推导公式,尝试理解那些微积分的含义。我仿佛看到了一个看不见的“大脑”,正在通过各种传感器和执行器,不断地调整和优化,让一个系统始终保持在最佳的运行状态。这本书不仅仅是关于数学和工程,它更是一种关于“智能”和“协同”的哲学。它让我思考,如何让机器变得更加“聪明”,如何让不同的部件能够高效地协同工作,从而实现更复杂、更精密的任务。这本书的价值,在于它不仅仅提供了知识,更提供了一种解决问题的思维方式,一种用系统化的眼光去看待世界的角度。

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说实话,我拿到《自动控制原理(第三版)》的时候,心里是有些忐忑的。毕竟,自动控制这个领域听起来就充满了高深的数学和复杂的工程理论,我一个文科背景的学生,真的能够读懂吗?然而,当我翻开这本书,这种顾虑很快就被打消了。作者的写作风格非常独特,他并没有一开始就抛出一堆公式和定义,而是从一些生动的例子入手,比如我们生活中常见的电饭煲、空调,甚至是汽车的巡航系统。他用非常形象的比喻,将复杂的控制概念解释得浅显易懂。我记得有一个章节讲到“反馈控制”,作者用了“坐过山车”来类比,通过不断地调整,来达到预期的速度和高度。这个比喻让我一下子就抓住了反馈控制的核心思想,原来它并不是那么遥不可及。书中的插图也非常精美,那些系统框图、波形图,清晰地展示了信号的流动和系统的响应,比纯文字的描述要直观得多。我尤其喜欢书中对“系统建模”的讲解,作者强调了模型的重要性,并介绍了多种建模方法,让我理解了为什么我们需要将现实世界中的系统抽象成数学模型,以及模型的准确性如何直接影响到控制器的设计。这本书最大的亮点在于,它不仅仅停留在理论层面,还融入了大量的工程实践经验。书中提供了很多实际的案例分析,让我看到了这些理论是如何应用到实际生产中的,比如如何设计一个稳定可靠的工业机器人控制系统,如何优化一个高速列车的运行平稳性。这些案例让我对接下来的学习充满了期待,也让我看到了自动控制技术在未来社会发展中的巨大潜力。

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在我看来,一本好的技术书籍,应该像一位经验丰富的老友,它能够在你迷茫时给予指引,在你困惑时提供解答,并在你取得进步时与你一同欢喜。《自动控制原理(第三版)》这本书,正是这样一本让我倍感亲切的老友。我常常在夜深人静的时候,捧着它,细细品味书中的每一个字句。作者的写作风格非常温和而又坚定,他仿佛在和我进行一场心灵的对话,循循善诱,一点点地将我引入自动控制的深邃世界。我尤其喜欢书中关于“系统开环与闭环的比较”的章节。作者用大量的篇幅,对比了开环控制和闭环控制的优缺点,并结合实际应用场景,说明了为什么在大多数情况下,闭环控制系统更为优越。这让我深刻理解了反馈控制的强大之处。我曾经尝试着将书中介绍的“根轨迹法”应用到我的一个设计项目中。当我根据书中的步骤,一步步地绘制出根轨迹图时,我能够清晰地看到,随着增益的改变,系统的极点如何移动,以及这会如何影响系统的响应速度和稳定性。这种直观的分析过程,让我对系统的设计有了更深刻的认识。这本书的价值,并不仅仅体现在它所包含的知识量上,更在于它所传达的“精神”。它鼓励我不断探索,不断尝试,不断突破,去理解和驾驭那些看似复杂的工程难题。每一次翻开这本书,我都能从中汲取新的力量,感受到自动控制这个领域无穷的魅力。

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这本《自动控制原理(第三版)》给我带来的惊喜,远不止于知识的获取,更在于它激发了我对事物运行规律的深度思考。我常常在阅读过程中,将书中的理论与我日常生活中观察到的现象联系起来。比如,当我在厨房里用锅煮饭,观察火力的大小如何影响米饭的成熟度,我就会联想到书中的“开环控制”和“闭环控制”的区别。又比如,当我在阳台上观察风吹过树叶的摇曳,我就会思考,如果我想要让树叶以某种特定的频率摆动,我需要施加怎样的力,又需要如何调整我的施力方式,才能达到最佳的效果,这让我不由自主地联想到“频率响应”和“阻尼比”这些概念。作者在讲解“稳定性判据”时,他并没有仅仅罗列那些冷冰冰的数学公式,而是花了相当大的篇幅去解释“稳定性”对于一个控制系统的意义,就好比一个航母编队,如果失去了稳定性,即使拥有最强大的火力,也可能在一场风暴中覆灭。这种对“意义”的强调,让我从“知其然”上升到“知其所以然”。这本书的排版也非常人性化,章节之间的过渡自然流畅,即使是复杂的概念,也能够被拆解成易于理解的逻辑单元。我特别喜欢书中对“根轨迹”的讲解,作者用了大量的篇幅去分析根轨迹的绘制方法和它所反映的系统动态性能,让我能够直观地看到,当系统的某个参数发生变化时,系统的极点会在复平面上如何移动,进而影响系统的响应特性。这种可视化分析,让我对系统的理解更加深刻。这本书不仅仅是让我掌握了一些工程知识,更重要的是,它培养了我一种严谨的科学思维方式,让我学会如何去分析问题,如何去寻找解决方案,以及如何去评估一个系统的优劣。

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