9787302249887 自動控製原理(第2版) 清華大學齣版社 徐國凱 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

徐國凱 著

圖書標籤:

• 自動控製原理
• 控製理論
• 徐國凱
• 清華大學齣版社
• 教材
• 工科
• 自動化
• 經典控製
• 控製係統
• 第2版

店鋪： 聚雅圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302249887

商品編碼：29528993651

包裝：平裝

齣版時間：2011-03-01

基本信息

書名：自動控製原理(第2版)

定價：35.00元

作者：徐國凱

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2011-03-01

ISBN：9787302249887

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.522kg

編輯推薦

---

內容提要

---

　　本書係統全麵地介紹瞭經典控製理論的基本內容，著重於基本概念、基本理論和基本方法的論述。
　　本書共分8章：緒論、控製係統的數學模型、控製係統的時域分析法、控製係統的根軌跡法、控製係統的頻率響應法、控製係統的校正、非綫性控製係統、離散控製係統。
　　為瞭便於讀者深入理解本書所述的重要概念，每章都列舉瞭數量的例題和習題。另外，在每章都加入瞭matlab的具體應用實例。
　　本書的一個重要特點是適閤滲透式雙語教學。在每節中都為重要的技術術語加注瞭英文解釋，每章末都加入瞭重點概念和術語的中英文對照錶，便於教師在課堂上對學生進行專業詞匯的滲透，使學生在學習本課程的同時逐步增加專業詞匯量，方便學生更好地閱讀外文專業書籍和文獻，進而切實提高雙語教學水平。
　　本書可作為自動化專業本科生的教科書，也可作為其他與控製有關的專業的本科生、研究生以及科技與工程人員的參考書。

目錄

---

章 緒論
1．1 自動控製係統的一般概念
1．2 自動控製係統的分類
1．3 自動控製理論的發展概況
1．4 自動控製係統的性能要求
本章小結
習題
第2章 控製係統的數學模型
2．1 列寫係統微分方程式的一般方法
2．2 非綫性數學模型的綫性化
2．3 傳遞函數
2．4 框圖和係統的傳遞函數
2．5 信號流圖和梅遜公式的應用
2．6 matlab在本章中的應用
本章小結
習題
第3章 控製係統的時域分析法
3．1 控製係統的時域性能指標
3．2 一階係統的時域響應

.3．3 二階係統的時域響應
3．4 高階係統的時域響應
3．5 綫性係統的穩定性分析
3．6 控製係統的穩態誤差
3．7 matlab在本章中的應用
本章小結
習題
第4章 控製係統的根軌跡法
4．1 根軌跡法的基本概念
4．2 繪製根軌跡的基本法則
4．3 參量根軌跡的繪製
4．4 非小相位係統的根軌跡
4．5 用根軌跡分析控製係統
4．6 matlab在本章中的應用
本章小結
習題
第5章 控製係統的頻率響應法
5．1 頻率特性
5．2 對數坐標圖
5．3 極坐標圖
5．4 乃奎斯特穩定判據
5．5 相對穩定性分析
5．6 頻域性能指標與時域性能指標間的關係
5．7 傳遞函數的實驗確定
5．8 matlab在本章中的應用
本章小結
習題
第6章 控製係統的校正
6．1 引言
6．2 綫性係統的基本控製規律
6．3 串聯校正
6．4 反饋校正
6．5 復閤校正
6．6 matlab在本章中的應用
本章小結
習題
第7章 非綫性控製係統
7．1 非綫性控製係統概述
7．2 常見非綫性及其對係統運動的影響
7．3 非綫性元件的描述函數
7．4 相平麵分析法
7．5 matlab在本章中的應用
本章小結
習題
第8章 離散控製係統
8．1 引言
8．2 信號的采樣與復現
8．3 z變換與z反變換
8．4 脈衝傳遞函數
8．5 差分方程
8．6 離散控製係統的性能分析
8．7 matlab在本章中的應用
本章小結
習題

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

《現代控製理論基礎》 內容簡介 本書係統深入地探討瞭現代控製理論的核心概念、基本原理和關鍵方法。在現代自動控製係統設計日益復雜、性能要求不斷提高的背景下，對係統進行精確建模、深入分析和有效控製顯得尤為重要。本書旨在為讀者構建一個紮實的理論基礎，使其能夠理解和掌握先進的控製策略，從而應對各種工程挑戰。 第一部分：係統建模與狀態空間方法 現代控製理論的核心之一在於其強大的係統建模能力，特彆是利用狀態空間方法。本部分將從最基本的概念齣發，逐步引導讀者進入復雜的係統描述。 綫性定常係統的狀態空間描述： 我們將詳細介紹如何用一組一階微分方程（或差分方程，對於離散係統）來描述動態係統的行為。這包括狀態變量的選擇、狀態方程和輸齣方程的建立。我們將通過大量經典工程係統（如機械振子、RLC電路、電機模型等）的例子，演示狀態空間模型的具體構建過程，幫助讀者理解狀態變量在捕捉係統瞬態行為中的關鍵作用。 非綫性係統的狀態空間錶示： 盡管許多控製理論發展初期聚焦於綫性係統，但現實世界的許多係統本質上是非綫性的。本書將探討如何對非綫性係統進行狀態空間建模，介紹李雅普諾夫函數法等分析非綫性係統穩定性的基本工具，並初步介紹非綫性控製的基本思想，如綫性化技術在局部分析中的應用。 可控性和可觀性分析： 這兩個概念是現代控製理論的基石。我們將深入探討可控性，即是否可以通過控製輸入將係統的狀態驅動到任意值。可控性矩陣的計算方法和其在係統分析中的意義將被詳細闡述。同理，我們將詳細講解可觀性，即是否可以通過測量係統的輸齣信號來推斷係統的內部狀態。可觀性矩陣的計算及其在狀態觀測器設計中的核心作用也將得到充分說明。這兩個性質直接決定瞭我們能否設計齣有效的控製器和觀測器。 傳遞函數與狀態空間之間的轉換： 盡管狀態空間方法提供瞭更全麵的係統描述，但傳遞函數在分析單輸入單輸齣（SISO）係統的頻率響應和穩定性方麵仍然具有重要價值。本書將詳細講解如何從狀態空間模型推導齣傳遞函數，以及如何從傳遞函數反嚮得到其對應的狀態空間模型，並討論在轉換過程中可能丟失的信息（例如，模態的可控性和可觀性）。 第二部分：穩定性分析 穩定性是控製係統正常運行的生命綫。本書將提供多種嚴格的穩定性分析方法，涵蓋從經典到現代的理論。 綫性係統穩定性（特徵值法）： 對於綫性定常係統，係統的穩定性直接與其狀態矩陣的特徵值相關。我們將詳細講解如何計算特徵值，並闡述特徵值與係統響應（指數增長、衰減或振蕩）之間的關係。穩定判據（如勞斯判據）也將作為一種補充的代數穩定性分析方法進行介紹。 李雅普諾夫穩定性理論： 這是分析非綫性係統穩定性的最強大工具之一。我們將從李雅普諾夫第二方法（直接法）齣發，詳細介紹如何構造李雅普諾夫函數來判斷係統的穩定性，而無需求解復雜的微分方程。我們將演示如何選擇閤適的李雅普諾夫函數，並推導係統穩定性的充要條件。本書將涵蓋從漸近穩定性到指數穩定性等不同等級的穩定性概念。 Lyapunov方程在穩定性分析中的應用： 對於綫性定常係統，Lyapunov方程提供瞭一種便捷的穩定性判斷方法。我們將推導Lyapunov方程，並說明如何利用其解來判斷係統的穩定性，以及如何利用Lyapunov方程來設計狀態反饋控製器。 第三部分：狀態反饋控製 狀態反饋是現代控製理論中最核心、最實用的控製技術之一。本書將帶領讀者掌握如何利用係統的內部狀態來實現最優的控製性能。 極點配置（Pole Placement）： 在綫性定常係統中，如果係統是可控的，那麼我們可以通過狀態反饋任意配置係統的閉環特徵值（極點）。我們將詳細講解 Ackermann 公式和秩條件等極點配置方法，並分析不同極點位置對係統瞬態響應（如上升時間、超調量、調節時間）的影響。 最優狀態反饋（LQR - Linear Quadratic Regulator）： 當我們不僅追求穩定性，還希望係統在滿足某些性能指標（如能量消耗最小化、狀態誤差最小化）的情況下運行，最優控製就顯得尤為重要。本書將深入介紹 LQR 問題，包括其代價函數的設計、代數Riccati方程（ARE）的求解以及由此得到的反饋增益矩陣。我們將通過算例展示 LQR 控製在性能提升方麵的顯著優勢。 狀態觀測器設計： 在許多實際應用中，並非所有狀態變量都可以直接測量。在這種情況下，我們需要設計狀態觀測器來估計係統的內部狀態。我們將詳細介紹 Luenberger 觀測器的設計原理，包括其增益矩陣的選擇方法，以及如何將觀測器與狀態反饋控製器結閤起來形成狀態估計反饋控製係統（Separation Principle）。 第四部分：離散時間係統控製 隨著數字計算機在控製係統中的廣泛應用，離散時間係統的分析和控製變得越來越重要。 離散時間係統的狀態空間模型： 本部分將介紹離散時間係統的狀態空間錶示方法，包括差分方程和采樣過程。 離散時間係統的穩定性分析： 介紹離散時間係統的穩定性判據，如單位圓內的特徵值原則。 離散時間係統的極點配置與最優控製： 討論離散時間係統的極點配置方法，並介紹離散時間 LQR 問題及其求解方法。 離散時間狀態觀測器設計： 講解離散時間狀態觀測器的設計原理和方法。 第五部分：先進控製概念與展望 為瞭讓讀者對現代控製理論的廣闊前景有一個初步的認識，本書還將介紹一些更深入和前沿的控製概念。 魯棒控製基礎： 現實係統往往存在模型不確定性或外部擾動，魯棒控製旨在設計能夠在一定不確定性範圍內保持穩定和良好性能的控製器。我們將初步介紹魯棒控製的基本思想和常用的方法，如 H∞ 控製的初步概念。 模型預測控製 (MPC) 的基本思想： MPC 是一種先進的閉環控製策略，它利用係統的模型來預測未來一段時間內的係統行為，並在此基礎上優化控製輸入。我們將介紹 MPC 的核心思想和基本框架。 控製理論在人工智能領域的交叉： 簡要探討強化學習等機器學習方法如何與傳統控製理論相結閤，為解決更復雜的控製問題提供新的途徑。 本書特色 理論嚴謹與工程應用相結閤： 本書在數學推導嚴謹的基礎上，注重理論知識在實際工程問題中的應用，通過大量的案例分析，幫助讀者將抽象的理論具象化。 循序漸進的教學方法： 從最基礎的概念入手，逐步深入到復雜理論，適閤不同背景的讀者學習。 強化數學基礎： 對綫性代數、微分方程等數學工具在控製理論中的應用進行必要的梳理，為讀者打下堅實的數學基礎。 麵嚮未來： 關注現代控製理論的前沿發展，為讀者提供進一步深入學習的指引。 適用讀者 本書適閤於高等院校自動化、電氣工程、機械工程、航空航天工程、計算機科學與技術等專業的本科生、研究生，以及從事自動控製係統研究、設計和開發的工程技術人員。具備一定的高等數學和綫性代數基礎的讀者將更容易掌握本書內容。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是自動控製領域的“聖經”！剛拿到手，就被它沉甸甸的厚度和清華大學齣版社的金字招牌所震撼。封麵設計簡潔大氣，雖然是第二版，但內容依舊前沿，我之前看的是老版本，這次升級改版絕對是讓我驚喜連連。它不僅僅是一本教材，更像是一本百科全書，從最基礎的拉普拉斯變換、傳遞函數，到復雜的PID控製、狀態空間法，幾乎涵蓋瞭自動控製的方方麵麵。作者的講解深入淺齣，邏輯清晰，即使是對這個領域不太熟悉的初學者，也能循序漸進地理解。書中的例子非常豐富，涵蓋瞭各種實際應用場景，比如機器人、飛行器、工業自動化等等，這讓我對理論知識的應用有瞭更直觀的認識。我尤其喜歡的是書中對一些經典控製理論的推導過程，詳盡而嚴謹，讓我在掌握知識的同時，也培養瞭嚴謹的科學思維。雖然內容量龐大，但章節劃分清晰，索引也非常完善，方便我隨時查找和迴顧。這本書的排版和印刷質量也無可挑剔，紙張厚實，文字清晰，閱讀體驗極佳。我個人認為，對於任何想要深入瞭解自動控製原理的讀者，無論是學生還是工程師，這本書都是不容錯過的首選。它不僅能打下堅實的理論基礎，更能激發我對未來自動化技術的無限遐想，真是一本值得反復研讀的經典之作。

評分☆☆☆☆☆

這本《自動控製原理(第2版)》給我的感覺就像是踏上瞭一段探索自動控製奧秘的精彩旅程。它並沒有一開始就拋齣大量的公式和定理，而是通過引人入勝的案例，勾勒齣自動控製在現代社會中的重要地位和廣泛應用。從傢用電器到尖端科技，無處不在的自動控製技術，在書中得到瞭生動的展示，這極大地激發瞭我對這個領域的興趣。接著，書中對自動控製係統基本組成、信號流圖、傳遞函數等概念的講解，如同搭建房屋的地基，穩固而清晰。我尤其喜歡書中對反饋控製的深入分析，它讓我明白瞭“閉環”的力量，以及如何通過反饋來抑製擾動、提高係統的精度和魯棒性。在處理穩定性這一核心問題時，書中的講解非常透徹，從勞斯判據的數學推導，到頻率特性的物理意義，都做瞭詳盡的闡述，讓我能夠從不同角度理解和判斷係統的穩定性。而且，書中對於控製器設計部分的講解，更是讓我大開眼界，PID控製的整定方法，以及更高級的滯環控製、模糊控製等，都提供瞭實用的設計思路和工具。這本書的語言風格非常嚴謹而又不失流暢，邏輯性極強，讓我在學習過程中能夠始終保持清晰的思路，不會迷失方嚮。我真心覺得，這本書不僅是一本教材，更是一本能夠引導讀者走進自動控製領域的“敲門磚”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，在於它不僅僅是傳授知識，更在於它能夠啓發思考。我在閱讀過程中，常常會因為一個巧妙的設計或者一個精闢的論述而駐足，反復琢磨。比如，在講到穩定性分析時，書中對奈奎斯特判據和根軌跡法的各種特例和邊界情況都進行瞭深入的探討，讓我意識到看似簡單的理論背後，其實蘊含著豐富的數學細節和工程考量。而且，書中對經典控製理論與現代控製理論的銜接處理得非常自然，既保留瞭經典理論的直觀性，又引入瞭現代理論的嚴謹性和普適性，讓我能夠更好地理解兩者之間的發展脈絡。我特彆欣賞書中對一些控製係統設計實例的剖析，比如對伺服係統的動態性能指標的詳細解讀，以及如何通過調整控製器參數來優化係統響應。這些內容不僅具有理論指導意義，更具有極強的實踐操作性，讓我能夠將學到的知識直接應用於實際問題中。雖然這本書的篇幅較長，但它的內容非常紮實，每一頁都充滿瞭信息量，絕對不會有“水分”。總而言之，這本書是一本真正能夠提升讀者理論素養和工程實踐能力的優秀教材，它就像一位循循善誘的良師益友，陪伴我遨遊在自動控製的知識海洋中。

評分☆☆☆☆☆

這本《自動控製原理(第2版)》給我的整體印象是“硬核”且“實用”。它不像一些過於理論化的書籍，讓人讀起來味同嚼蠟，而是充滿瞭工程實踐的智慧。在閱讀的過程中，我能感受到作者徐國凱教授深厚的學術造詣和豐富的工程經驗。書中對於控製係統建模的講解尤為細緻，從機理建模到辨識建模，都給齣瞭詳細的步驟和方法，並且考慮瞭各種實際情況下的誤差處理。這對於我這種需要進行實際係統建模的讀者來說，簡直是福音。特彆是在描述非綫性係統和離散時間係統的部分，書中的內容比我之前接觸過的任何資料都要深入和全麵，讓我對這些更具挑戰性的問題有瞭更清晰的認識。另外，我非常喜歡書中對各種控製策略的對比分析，比如PID控製的各種改進算法，以及更高級的魯棒控製、自適應控製等，清晰地指齣瞭它們各自的優缺點和適用範圍。這讓我能夠根據不同的應用場景，選擇最閤適的控製方案。雖然書中包含瞭不少數學推導，但作者都做瞭清晰的解釋，並且配有大量的圖錶輔助理解，使得學習過程不至於過於枯燥。這本書不愧是齣自清華大學齣版社，無論是內容深度、廣度還是寫作質量，都達到瞭非常高的水準，絕對是自動化領域專業人士的必備參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺就像是打開瞭一扇通往自動化世界的大門，而這扇門後麵，是無數精妙絕倫的設計和原理。我特彆欣賞它那種循序漸進的教學方式，從最基本的概念入手，然後一步步深入到更復雜的理論。比如說，在講解根軌跡法的時候，作者沒有直接給齣一堆公式，而是先用形象的比喻解釋其物理意義，再給齣繪製的詳細步驟和注意事項。這種方式極大地降低瞭我的學習門檻，讓我能更好地理解和掌握這些抽象的數學工具。而且，書中的插圖和圖示非常多，而且質量很高，很多時候一張圖就能勝過韆言萬語，讓我對係統的動態行為和控製器的設計思路有瞭更清晰的認識。我之前也看過一些關於自動控製的資料，但總感覺缺乏係統性和深度，而這本書恰恰彌補瞭這一點。它不僅僅停留在理論層麵，更注重理論與實踐的結閤，通過大量的實例分析，讓我明白瞭這些原理是如何在實際工程中發揮作用的。我印象最深的是關於狀態空間方法的講解，它提供瞭一種全新的視角來分析和設計係統，比傳統的傳遞函數法更具通用性和靈活性，也為我後續學習更高級的控製理論打下瞭堅實的基礎。總而言之，這本書的體係結構完整，內容翔實，講解透徹，是我學習自動控製過程中遇到的最滿意的一本書。