自動控製原理知識要點及典型習題詳解(李書臣) 9787122120380 化學工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李書臣 著

圖書標籤:

• 自動控製原理
• 控製理論
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• 9787122120380
• 自動化
• 電氣工程
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齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122120380

商品編碼：29677403907

包裝：平裝

齣版時間：2011-10-01

基本信息

書名：自動控製原理知識要點及典型習題詳解(李書臣)

定價：28.00元

作者：李書臣

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2011-10-01

ISBN：9787122120380

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.359kg

編輯推薦

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李書臣主編的本書共9章。第1章介紹瞭自動控製係統常用的術語和概念，並給齣瞭從控製係統到方框圖轉換的多個實例分析。第2章介紹瞭數學模型的概念，並重點對傳遞函數分析和方框圖、梅遜公式的數學模型簡化方法進行瞭詳細討論。第3章介紹瞭綫性係統的時域分析方法，並重點對係統的穩定性、快速性、準確性分析方法做瞭討論。第4章介紹瞭係統的根軌跡方法，對根軌跡作圖及分析係統性能做瞭討論。第5章介紹瞭頻率響應法，重點講解瞭頻率特性作圖、分析方法，並且給齣瞭截止頻率、相位裕量的計算方法。第6章介紹瞭綫性係統的校正方法，涉及串聯頻率法校正，給齣瞭校正網絡設計方法和穩定裕量驗算方法。第7章介紹瞭有關采樣控製係統的計算問題。第8章介紹瞭非綫性係統的描述函數和相平麵分析法。第9章介紹瞭綫性係統的可控性、可觀測性、穩定性、實現、極點配置等內容。　　本書選材力求內容全麵、分析透徹,例題具有一定的代錶性，並且給齣多種解法，幫助讀者分析*簡單的解題步驟。特彆推薦：本書配套教材為 《自動控製原理(王永驥)(二版)》

內容提要

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　　本書包括現在通行的“自動控製原理”課程的基本內容，本書分9章，每一章都列齣該章整體的知識結構圖，並列齣重點和難點以及基本要求，然後進行典型例題講解，講明知識考查點，後是測試題，題型有填空題、單選題、簡答題、綜閤計算題等，學生可以自本書主要供自動化及相關專業的本科生正常上課時同步學習和期末考試復習使用，也可以作為研究生入學考試復習用書。

目錄

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1 自動控製的一般概念
1.1 知識要點
1.1.1 知識結構圖
1.1.2 知識重點
1.1.3 知識難點
1.1.4 基本要求
1.2 典型習題詳解
1.3 測試題及答案

2 自動控製係統的數學模型
2.1 知識要點
2.1.1 知識結構圖
2.1.2 知識重點
2.1.3 知識難點
2.1.4 基本要求
2.2 典型習題詳解
2.3 測試題及答案

3 控製係統的時域分析法
3.1 知識要點
3.1.1 知識結構圖
3.1.2 知識重點
3.1.3 知識難點
3.1.4 基本要求
3.2 典型習題詳解
3.3 測試題及答案

4 根軌跡法
4.1 知識要點
4.1.1 知識結構圖
4.1.2 知識重點
4.1.3 知識難點
4.1.4 基本要求
4.2 典型習題詳解
4.3 測試題及答案

5 頻率響應法
5.1 知識要點
5.1.1 知識結構圖
5.1.2 知識重點
5.1.3 知識難點
5.1.4 基本要求
5.2 典型習題詳解
5.3 測試題及答案

6 綫性係統的校正方法
6.1 知識要點
6.1.1 知識結構圖
6.1.2 知識重點
6.1.3 知識難點
6.1.4 基本要求
6.2 典型習題詳解
6.3 測試題及答案

7 采樣係統理論
7.1 知識要點
7.1.1 知識結構圖
7.1.2 知識重點
7.1.3 知識難點
7.1.4 基本要求
7.2 典型習題詳解
7.3 測試題及答案

8 非綫性係統分析法
8.1 知識要點
8.1.1 知識結構圖
8.1.2 知識重點
8.1.3 知識難點
8.1.4 基本要求
8.2 典型習題詳解
8.3 測試題及答案

9 狀態空間分析法
9.1 知識要點
9.1.1 知識結構圖
9.1.2 知識重點
9.1.3 知識難點
9.1.4 基本要求
9.2 典型習題詳解
9.3 測試題及答案
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《工程控製係統設計與分析》 內容概要 本書旨在為工程技術人員和相關專業學生提供一套係統、深入的工程控製係統設計與分析方法論。全書圍繞現代控製理論的核心概念展開，結閤大量工程實踐案例，旨在培養讀者解決復雜工程控製問題的能力。內容涵蓋從基礎理論的梳理，到先進控製策略的介紹，再到實際係統設計與調試的全過程。 第一部分：基礎理論與模型建立 本部分將係統地迴顧並深入闡述工程控製係統的基礎理論。首先，我們將從係統的動態特性齣發，介紹描述係統行為的數學模型。這包括但不限於： 微分方程描述： 講解如何利用物理定律（如牛頓第二定律、基爾霍夫定律等）建立係統的微分方程模型，並深入探討不同類型係統的建模方法，如機械係統、電氣係統、熱係統和流體係統等。 傳遞函數與係統框圖： 引入拉普拉斯變換，闡述傳遞函數的概念及其在分析綫性時不變（LTI）係統動態特性中的核心作用。我們將詳細講解如何從微分方程推導傳遞函數，以及如何構建和簡化係統框圖，以直觀地錶示係統各組成部分之間的相互關係。 狀態空間模型： 介紹更通用的狀態空間描述方法，適用於分析多輸入多輸齣（MIMO）係統和非綫性係統。我們將詳細講解狀態嚮量、狀態方程和輸齣方程的含義，以及狀態空間模型與傳遞函數之間的轉換關係。 係統辨識基礎： 在實際工程中，精確的係統模型往往難以獲得。因此，本部分還將介紹一些基本的係統辨識概念和方法，幫助讀者通過實驗數據來估計係統的模型參數，為後續的控製設計奠定基礎。 第二部分：時域分析與穩定性判據 在建立瞭係統模型之後，本部分將聚焦於係統的時域行為分析，特彆是穩定性這一核心概念。 瞬態響應分析： 深入分析單位階躍響應、單位脈衝響應等典型輸入下的係統瞬態行為。我們將詳細講解超調量、調節時間、峰值時間、上升時間等性能指標的定義及其與係統參數的關係，並指導讀者如何根據這些指標評估係統的動態性能。 穩態誤差分析： 探討係統在穩態下對不同類型輸入信號（如常數、斜坡、拋物綫）的響應情況，並引入穩態誤差的概念。我們將詳細講解如何利用傳遞函數的終值定理和係統的開環增益、積分環節等特性來預測和分析穩態誤差，並提齣減小穩態誤差的策略。 穩定性判據： 這是控製係統分析的基石。我們將詳細介紹經典穩定性判據，包括： 勞斯-霍爾維茨判據： 講解如何利用特徵方程的係數來判斷係統的穩定性，並詳細闡述判據的具體步驟和注意事項。 奈奎斯特判據： 介紹頻域穩定性分析的重要工具，講解奈奎斯特麯綫的繪製方法及其與係統穩定性的關係，特彆是在包含時滯係統分析中的應用。 根軌跡法： 詳細闡述根軌跡的基本原理，講解如何繪製根軌跡，並分析係統參數變化對係統極點位置和穩定性的影響。這將幫助讀者直觀地理解係統動態特性的變化規律。 第三部分：頻域分析與係統性能評估 本部分將從頻域的角度深入分析係統的動態特性，並介紹一係列用於係統性能評估和控製器設計的頻率響應方法。 頻率響應： 闡述係統對不同頻率正弦信號的響應特性，包括幅值響應和相角響應。我們將介紹伯德圖（Bode Plot）和尼柯爾斯圖（Nichols Chart）等工具，並指導讀者如何通過這些圖來分析係統的頻率特性，識彆係統的帶寬、截止頻率等關鍵參數。 係統類型與增益裕度、相角裕度： 結閤頻率響應，我們將詳細講解係統類型對穩態性能的影響，並引入增益裕度和相角裕度這兩個重要的穩定性指標。我們將演示如何從伯德圖或尼柯爾斯圖上直觀地讀齣這些裕度，並解釋它們對係統穩定性和魯棒性的意義。 係統的可控性與可觀測性： 在狀態空間框架下，我們將引入可控性與可觀測性的概念。闡述可控性對設計狀態反饋控製器的重要性，以及可觀測性對設計狀態觀測器（如卡爾曼濾波器）的必要性。我們將介紹判斷係統可控性和可觀測性的充要條件。 第四部分：經典控製器設計 本部分將介紹幾種經典的控製器設計方法，這些方法在工程實踐中得到瞭廣泛應用，且易於實現和調試。 PID控製器設計： 詳細講解比例（P）、積分（I）和微分（D）控製的作用及其對係統響應的影響。我們將介紹幾種常用的PID參數整定方法，如試湊法、齊格勒-尼剋斯經驗公式等，並討論PID控製器的優缺點以及在實際應用中的注意事項。 超前/滯後校正： 介紹如何利用超前和滯後補償器來改善係統的動態性能和穩定性。我們將詳細分析不同補償器對係統極零點配置和頻率響應的影響，並指導讀者如何根據係統要求選擇和設計補償器。 前饋控製： 引入前饋控製的概念，解釋其如何利用對擾動或參考輸入的預測來提前進行補償，從而提高係統的動態性能。我們將討論前饋控製與反饋控製的結閤應用。 第五部分：現代控製理論與先進控製策略 本部分將介紹現代控製理論及其在復雜係統設計中的應用，並引入一些先進的控製策略。 狀態反饋控製： 在狀態空間模型的基礎上，我們將深入探討狀態反饋控製的設計原理。講解如何通過配置係統閉環極點來達到期望的動態性能，並介紹極點配置的方法，如阿剋曼公式。 狀態觀測器設計： 針對輸齣無法完全測量的係統，我們將介紹狀態觀測器的設計。詳細講解最小階觀測器和全階觀測器的原理，並介紹如何將觀測器與狀態反饋結閤，形成全狀態反饋控製器。 最優控製基礎： 引入最優控製的基本概念，包括性能指標函數和控製約束。介紹綫性二次型調節器（LQR）的設計方法，以及如何通過選擇權重矩陣來權衡係統的瞬態響應和控製能量。 模型預測控製（MPC）簡介： 簡要介紹模型預測控製（MPC）這一先進的控製策略。闡述其基本思想，即利用係統模型預測未來一段時間內的係統行為，並通過求解優化問題來確定當前的控製輸入。我們將概述MPC在處理多變量、約束和非綫性係統方麵的優勢。 第六部分：工程實例與仿真分析 本部分將通過具體的工程實例，將前述的理論知識應用於實際係統的設計與分析。 機器人控製係統設計： 以一個典型的機器人關節控製係統為例，講解如何建立其動力學模型，進行穩定性分析，設計PID控製器或狀態反饋控製器，並通過仿真驗證控製效果。 飛機飛行控製係統分析： 討論飛機作為典型的多變量、非綫性係統，如何應用控製理論對其進行分析和設計。可能涉及簡化模型的綫性化處理，以及對典型飛行模式下的控製策略進行分析。 過程控製係統設計： 選取一個化工或電力係統中的典型過程控製對象，如溫度控製、液位控製等，講解其建模、分析和PID或先進控製器的設計過程。 仿真工具的應用： 結閤MATLAB/Simulink等工程仿真軟件，演示如何實現係統的建模、仿真分析和控製器設計。我們將提供具體的仿真示例，並指導讀者如何利用這些工具來驗證理論結果和優化設計方案。 第七部分：魯棒控製與自適應控製概覽 為瞭應對實際工程中模型不確定性和外部擾動的影響，本部分將對魯棒控製和自適應控製這兩個重要的研究方嚮進行概覽。 魯棒控製基礎： 介紹模型不確定性的來源，以及魯棒控製的目標——在模型不確定性存在的情況下，仍然保證係統的穩定性和一定的性能。簡要提及H-無窮控製等魯棒控製方法的基本思想。 自適應控製簡介： 闡述自適應控製的核心思想，即控製器參數能夠根據係統性能的變化而自動調整，以適應係統參數的變化或外部環境的改變。簡要介紹自適應控製的應用場景。 本書特色 理論與實踐緊密結閤： 本書不僅深入講解控製理論的核心概念，更注重理論在工程實踐中的應用，通過大量的實例幫助讀者理解理論的實際意義。 循序漸進的結構： 內容組織從基礎理論到高級概念，由淺入深，便於讀者逐步掌握復雜的控製技術。 強調分析與設計能力培養： 旨在培養讀者獨立分析控製係統性能、設計閤理控製器以及評估設計方案的能力。 仿真工具的輔助應用： 鼓勵讀者利用現代仿真工具來加深對控製理論的理解，並驗證設計結果。 通過學習本書，讀者將能夠係統地掌握工程控製係統的分析與設計方法，為解決實際工程問題打下堅實的基礎，並為進一步學習更高級的控製理論和技術做好準備。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀質量非常讓人滿意，拿到手就知道是那種可以經受住長期翻閱的“傳傢寶”級彆的教材。紙張的厚度和韌度都恰到好處，那種略帶啞光的質感，讓眼睛長時間看也不會覺得很纍。封麵設計雖然沒有采用花哨的圖形，但那種深沉的色調配上清晰的字體，顯得非常專業和沉穩，一看就是那種乾貨滿滿的專業書籍。我習慣在書上做大量的批注和標記，這本書的紙張非常“吃筆墨”，無論是鉛筆還是鋼筆都不會洇開，這對我這種喜歡做“個性化”筆記的讀者來說，簡直太貼心瞭。而且，書脊的裝訂也很牢固，即便是頻繁翻到中間部分，也沒有齣現鬆散或者斷頁的跡象，看得齣齣版社在物料選擇和製作工藝上是下足瞭成本的。

評分☆☆☆☆☆

哎呀，最近淘到瞭一本挺有意思的書，雖然跟我專業搭不上邊，但我就是抱著看看的心態翻瞭翻。這本書的內容挺硬核的，講的都是一些很基礎但又很關鍵的概念，比如係統的穩定性、控製器的設計等等。看得齣來作者在這些地方下瞭不少功夫，把復雜的問題用比較直觀的方式解釋齣來瞭，對我這種非科班齣身的人來說，理解起來稍微有點門檻，但隻要沉下心來琢磨，還是能感受到那種邏輯推導的嚴謹性。書裏大量的公式和圖錶，感覺像是給工程師量身定做的工具箱，每一步都有理有據，讓人覺得這個知識體係非常完整和可靠。雖然我可能不會完全應用到我的工作裏，但至少讓我對“控製”這個概念有瞭更深層次的認識，不再是那種模糊的印象，而是有瞭清晰的框架感。這本書的排版設計也挺用心，字體和行距都比較舒服，讀起來不會那麼枯燥，這對於這種理論性很強的書籍來說，絕對是個加分項。

評分☆☆☆☆☆

如果讓我用一個詞來概括這本書給我的整體感受，那可能是“結構化”和“係統性”。它不像某些資料那樣，知識點散亂地堆在一起，而是建立瞭一個非常清晰的知識地圖。從最基礎的係統描述開始，一步步構建起時域分析、頻域分析、根軌跡等各個模塊，彼此之間邏輯鏈條清晰可見，絕不會讓你在學習過程中感到迷失方嚮。更棒的是，作者似乎非常注重知識點之間的橫嚮聯係，經常會提示你某個概念在不同分析方法中的體現形式有何異同，這極大地幫助讀者建立起一個宏觀的知識網絡，而不是僅僅掌握孤立的工具。對於想要係統性掌握這門學科，並希望未來能融會貫通的讀者來說，這本書無疑提供瞭一個堅實可靠的基石和學習路徑圖。

評分☆☆☆☆☆

我印象最深的是這本書在處理一些經典控製理論問題時的敘述方式，它沒有那種高高在上的學術腔調，而是帶著一種娓娓道來的親和力。比如講到頻域分析時，作者似乎非常擅長用形象的比喻來解釋那些抽象的頻率響應麯綫，讓你能‘看見’係統的動態特性。閱讀過程中，我多次停下來，對照書裏的圖示反復揣摩，那種豁然開朗的感覺非常棒。而且，書裏似乎還穿插瞭一些曆史背景或者實際應用案例的討論，這極大地提升瞭閱讀的趣味性，讓我意識到這些看似枯燥的數學模型，背後都是為瞭解決真實世界的工程難題。這讓學習過程不再是單純的知識堆砌，而是變成瞭一場探索工程智慧的旅程。總的來說，它成功地將理論的深度和閱讀的友好度找到瞭一個很好的平衡點。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的習題部分簡直是“靈魂所在”，我個人覺得，光看理論推導還不夠過癮，隻有真正動手算一算，纔能知道自己是不是真的理解瞭。這套習題的難度分布很閤理，從最基礎的建立模型開始，逐步過渡到復雜的動態分析和設計。最贊的是，它的詳解部分寫得極其詳盡，簡直是手把手教你如何思考解題的每一步。很多時候，我卡在某個環節，迴去翻看解答，發現作者不僅給齣瞭答案，更重要的是，他解釋瞭為什麼選擇這種方法，這個變量代錶什麼物理意義。這對於我梳理知識點、查漏補缺太重要瞭。我感覺自己不是在做題，而是在跟著一位經驗豐富的大師傅學習解決實際問題的思維方式。這種深入到骨子裏的講解，遠比那些隻給個結果的參考書要實在得多，真的能讓人學到“內功心法”。