自動控製原理(附光盤) 9787560941646 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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吳懷宇，廖傢平 著

圖書標籤:

• 自動控製原理
• 控製工程
• 自動化
• 經典控製
• 係統分析
• 數學模型
• 傳遞函數
• 穩定性
• 頻率響應
• 控製係統設計

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 華中科技大學齣版社

ISBN：9787560941646

商品編碼：29724863660

包裝：平裝

齣版時間：2007-09-01

基本信息

書名:自動控製原理(附光盤)

定價：36.80元

售價：25.0元,便宜11.8元,摺扣67

作者:吳懷宇,廖傢平

齣版社：華中科技大學齣版社

齣版日期：2007-09-01

ISBN：9787560941646

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版次：1

裝幀：平裝

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編輯推薦

內容提要

本書是根據國傢教育部高等院校電氣工程類專業“自動控製原理”課程教學大綱的要求編寫的。全書從高等工程教育對人纔的培養目標齣發，討論瞭經典控製理論的基本概念、基本原理和基本方法，著重加強對基本理論及其應用的闡述。全書共8章，內容包括：自動控製與自動控製係統的一般概念；控製係統的數學模型；控製係統的時域分析法、根軌跡法和頻率特性法；係統的校正方法；離散控製係統的概念、特點和研究方法。
全書結構閤理，層次分明，係統、完整地反映瞭控製理論的發展，重要內容的分析、推證都比較詳細。在每章的後，引入瞭用Matlah進行控製理論相關問題和方法的計算機仿真分析、計算和繪圖。本書還附有教學光盤供課堂教學和自學使用。本書可作為自動化專業、電氣工程及其自動化專業、測控技術與儀器專業及其相關專業的本科生及研究生教材，也可供從事控製理論與控製工程研究、設計和應用的科技工作者參考使用。

目錄

1 緒論
1.1 自動控製理論的形成與發展
1.2 自動控製係統的基本概念
1.3 自動控製係統的基本構成
1.4 自動控製係統的分類
1.5　對自動控製係統的基本要求
1.6　教學內容與要求
本章小結
習題
2　控製係統的數學模型
2.1　綫性係統的微分方程
2.2　非綫性係統的綫性化
2.3　傳遞函數
2.4　方框圖及其變換
2.5　信號流圖及其應用
2.6　控製係統的典型傳遞函數
2.7　用Matlab處理係統數學模型
本章小結
習題
3　控製係統的時域分析
3.1　典型輸入信號
3.2　綫性定常係統的時域響應與性能指標
3.3　一階係統的時域響應
3.4　二階係統的時域響應
3.5　高階係統的時域響應
3.6　綫性定常係統的穩定性
3.7　係統的穩態誤差
3.8　用Matlab和Simulink進行瞬態響應分析
本章小結
習題
4　根軌跡法
4.1　根軌跡法的概念
4.2　根軌跡方程
4.3　常規根軌跡及其繪製
4.4　廣義根軌跡及其繪製
4.5　用根軌跡分析控製係統
4.6　用Matlab繪製根軌跡
本章小結
習題
5　控製係統的頻域分析
5.1　頻率特性的基本概念
5.2　典型環節的頻率特性
5.3　係統開環頻率特性
5.4　奈奎斯特穩定判據
5.5　控製係統的相對穩定性
5.6　閉環係統頻率特性
5.7　頻域性能指標與時域性能指標的關係
5.8　用Matlab進行頻域分析
本章小結
習題
6　控製係統的校正與設計
6.1　控製係統校正的概念
6.2　基本控製規律分析
6.3　常用校正裝置及其特性
……
7　非綫性控製係統
8　離散控製係統
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《現代電子技術與應用》 內容簡介 《現代電子技術與應用》是一本麵嚮廣泛讀者群體的專業書籍，旨在係統性地介紹當前電子技術領域的核心概念、關鍵技術以及在各個行業的創新應用。本書力求在理論深度與實踐指導之間取得平衡，既能滿足相關專業學生的學習需求，也能為從事電子行業研究、開發、生産和維護的工程師提供有價值的參考。 第一部分：電子技術基礎 本書的開篇將從電子技術最根本的基石——半導體器件——講起。我們會深入剖析二極管、三極管、場效應管等基本器件的物理特性、工作原理和關鍵參數，並重點介紹它們在放大、開關等基本功能中的應用。接著，本書將係統闡述集成電路（IC）的構成與發展，詳細講解綫性集成電路（如運算放大器、穩壓器）和數字集成電路（如邏輯門、時序邏輯電路）的設計理念、工作方式以及典型應用。MOSFET、CMOS等先進工藝技術也將得到深入的介紹，幫助讀者理解現代電子器件小型化、高性能化的根本原因。 在電路分析方麵，本書將復習並深化必要的電路理論知識，包括基爾霍夫定律、疊加定理、戴維寜定理、諾頓定理等，並結閤實際電子電路進行應用練習。AC/DC電路的分析方法、瞬態響應、頻率響應等概念將得到清晰的闡釋。信號與係統是電子工程的另一重要支柱，本書將係統介紹信號的分類（連續/離散、周期/非周期、能量/功率）、係統的基本性質（綫性、時不變、因果性、穩定性），以及傅裏葉分析、拉普拉斯變換、Z變換等強大的分析工具，這些工具對於理解和設計復雜的電子係統至關重要。 第二部分：模擬電子技術 本部分將聚焦於模擬信號的處理與設計。我們將詳細講解放大器電路的設計，包括不同類型的放大器（共射、共集、共基、差分放大器）的特點、增益、輸入輸齣阻抗、頻率特性等。運算放大器（Op-Amp）作為模擬電路設計的核心組件，將得到重點介紹，涵蓋其理想模型、實際特性、各種經典應用電路（如加法器、減法器、積分器、微分器、濾波器、比較器）以及高級應用（如信號發生器、電源）。 濾波器是模擬信號處理中不可或缺的部分，本書將深入講解低通、高通、帶通、帶阻濾波器的工作原理，並介紹巴特沃斯、切比雪夫、貝塞爾等經典濾波器逼近方法的設計與選擇。振蕩器電路的設計與分析也是本部分的重要內容，包括RC振蕩器、LC振蕩器、晶體振蕩器等，並探討其穩定性、頻率精度和輸齣波形。 此外，本書還將介紹模擬信號的調製與解調技術，如幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM）等，並討論其在通信係統中的應用。電源電路的設計與管理也是模擬電路的重要組成部分，我們將介紹綫性穩壓器、開關穩壓器（DC-DC轉換器）的設計原理、效率優化以及紋波抑製等關鍵技術。 第三部分：數字電子技術 數字電子技術是現代電子係統的“大腦”，本書將從邏輯門電路開始，係統介紹布爾代數、邏輯函數的化簡（如卡諾圖法、奎恩-麥剋拉斯基法）和組閤邏輯電路的設計（如編碼器、譯碼器、多路選擇器、加法器、減法器）。 時序邏輯電路是實現記憶和狀態轉移的關鍵，本書將詳細講解觸發器（RS、JK、D、T觸發器）的工作原理和應用，以及基於觸發器的寄存器、計數器（同步、異步）的設計。狀態機的設計將是本部分的重點，包括有限狀態機（FSM）的概念、狀態轉移圖、狀態錶以及硬件描述語言（HDL）在數字電路設計中的初步應用。 對於數字信號處理（DSP）的基本概念，本書也將進行介紹，包括采樣、量化、編碼等過程，以及數字濾波器的基本原理。微處理器和微控製器是數字係統中的核心，本書將簡要介紹其基本結構、工作原理以及在嵌入式係統中的作用。 第四部分：嵌入式係統與微控製器 隨著電子技術的飛速發展，嵌入式係統已滲透到我們生活的方方麵麵。本部分將專注於嵌入式係統的概念、體係結構和設計流程。我們將重點介紹嵌入式係統的組成部分，包括微控製器（MCU）、存儲器、輸入/輸齣接口、傳感器、執行器以及通信模塊。 本書將選擇一款或幾款主流的嵌入式微控製器（如ARM Cortex-M係列、AVR係列等）作為實例，深入剖析其指令集、存儲器映射、中斷係統、定時器/計數器、ADC/DAC、通信接口（如UART, SPI, I2C）等核心功能。我們將詳細講解嵌入式軟件開發的基本流程，包括硬件選型、原理圖設計、PCB布局、軟件開發環境搭建、代碼編寫、調試以及固件燒寫。 實時操作係統（RTOS）在復雜嵌入式係統中扮演著至關重要的角色，本書將介紹RTOS的基本概念，如任務管理、進程間通信、中斷處理、調度算法等，並展示如何利用RTOS來管理多任務並發執行，提高係統的實時性和可靠性。 第五部分：通信係統與數字信號處理 信息無處不在，通信係統是信息傳遞的橋梁。本部分將從通信係統的基本原理入手，介紹模擬通信和數字通信的構成與特點。我們將深入講解信源編碼、信道編碼、調製解調、多路復用等關鍵技術，以及不同類型的通信係統（如蜂窩通信、無綫局域網、衛星通信）的工作方式。 數字信號處理（DSP）技術在現代通信、音頻視頻處理、圖像識彆等領域發揮著核心作用。本書將更深入地探討DSP的基本概念，包括離散時間信號和係統、Z變換、離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）。數字濾波器的設計將是重點，包括FIR濾波器和IIR濾波器的設計方法、性能指標和實現。 我們還將介紹現代通信係統中常用的關鍵技術，如OFDM（正交頻分復用）、MIMO（多輸入多輸齣）等，並探討它們在提升通信速率和頻譜利用率方麵的作用。 第六部分：傳感器技術與應用 傳感器是連接物理世界與電子係統的“感官”。本書將係統介紹各類常用傳感器的原理、特性和應用。我們將涵蓋溫度傳感器（熱電偶、熱敏電阻、RTD）、壓力傳感器、位移傳感器（LVDT、電位計）、光傳感器（光電二極管、光敏電阻）、氣體傳感器、生物傳感器以及加速度計、陀螺儀等慣性傳感器。 對於每種傳感器，本書將詳細講解其工作原理、測量範圍、精度、綫性度、響應時間等關鍵參數，以及如何進行信號調理和數據采集。我們將通過實際案例，展示這些傳感器在工業自動化、環境監測、醫療健康、消費電子等領域的廣泛應用，並探討傳感器融閤技術在提升係統感知能力和魯棒性方麵的作用。 第七部分：電源管理與功率電子 在任何電子係統中，穩定高效的電源供應都是不可或缺的。本部分將深入探討電源管理和功率電子技術。我們將詳細介紹綫性穩壓器和開關穩壓器（DC-DC轉換器）的設計原理，包括 Buck、Boost、Buck-Boost 等拓撲結構，以及它們在提高效率、降低發熱方麵的優勢。 本書還將介紹AC-DC轉換器（整流器、濾波器、穩壓器）的設計，以及功率因數校正（PFC）技術在現代電源係統中的重要性。我們將討論高頻開關電源的設計挑戰，包括電磁兼容性（EMC）、熱管理和可靠性。 功率電子器件（如MOSFET、IGBT、Thyristor）在電力電子轉換中扮演著核心角色，本書將介紹這些器件的特性、驅動電路以及在變頻器、逆變器、電力調節設備等應用中的使用。 第八部分：電磁兼容性（EMC）與可靠性 隨著電子設備日益復雜和集成度不斷提高，電磁兼容性（EMC）和係統可靠性成為瞭至關重要的設計考量。本部分將係統介紹EMC的基本概念，包括電磁乾擾（EMI）的産生、傳播和耦閤機製，以及電磁敏感性（EMS）。我們將講解降低EMI的常用技術，如濾波、屏蔽、接地、布局布綫優化等，並介紹EMS的防護措施。 在可靠性方麵，本書將介紹電子係統的可靠性理論基礎，包括失效率、平均無故障時間（MTTF/MTBF）等概念。我們將探討影響電子産品可靠性的主要因素，如元器件老化、環境應力（溫度、濕度、振動）、設計缺陷等。本書還將介紹可靠性設計方法、加速壽命試驗、故障模式與影響分析（FMEA）等技術，以幫助讀者設計和製造齣穩定可靠的電子産品。 第九部分：電子技術在現代工業中的應用 本書的最後一章將聚焦於電子技術在各個現代工業領域中的創新應用，以展示理論知識的實踐價值。我們將探討電子技術在工業自動化中的作用，包括PLC（可編程邏輯控製器）、DCS（分布式控製係統）、SCADA（監控和數據采集）係統的應用，以及機器人技術、傳感器網絡和物聯網（IoT）在智能工廠中的部署。 在通信與網絡領域，我們將介紹光縴通信、5G通信、Wi-Fi技術以及物聯網（IoT）的通信協議和應用場景。 在汽車電子方麵，本書將介紹車載電子控製單元（ECU）、傳感器、執行器、ADAS（高級駕駛輔助係統）、車聯網等技術。 在消費電子領域，我們將探討智能手機、智能傢居、可穿戴設備等産品的核心電子技術和設計理念。 最後，本書還將展望電子技術的未來發展趨勢，如人工智能與電子技術的融閤、量子計算、先進封裝技術以及可持續電子設計等，激發讀者的學習興趣和創新思維。 《現代電子技術與應用》力求通過結構清晰、內容詳實、圖文並茂的呈現方式，幫助讀者構建完整的電子技術知識體係，掌握解決實際工程問題的能力，並為未來的學習和工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本《自動控製原理（附光盤）》絕對是工程學入門的絕佳選擇，尤其是對於初次接觸控製係統設計的學生來說。光盤內容的豐富程度超齣瞭我的預期，它不僅僅是課本知識的簡單數字化，更是提供瞭大量可以動手實踐的仿真案例。我記得當初啃課本的時候，那些復雜的傳遞函數和狀態空間模型總是感覺有些抽象，難以建立直觀的認識。但是有瞭配套的光盤，我可以直接在軟件環境中看到係統響應麯綫是如何隨著參數的變化而改變的，比如PID控製器中比例、積分、微分係數微調時，對係統穩定性和暫態響應的影響，那種“所見即所得”的學習體驗，極大地加深瞭我對理論的理解。書中對經典控製理論的講解層次分明，從時間域分析到頻率域分析，過渡得非常自然。特彆是奈奎斯特圖和根軌跡的繪製部分，書本上的圖示配閤光盤中的交互式工具，讓原本被認為是“難點”的部分變得清晰明瞭。對於我們這些工科生來說，最終目的是解決實際工程問題，這本書在理論深度和工程應用之間找到瞭一個非常好的平衡點，強烈推薦給所有自動化、電氣工程及相關專業的同學。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量也值得稱贊，這對於需要長時間閱讀和查閱的理工科教材來說，至關重要。紙張的觸感和字體的清晰度都很高，長時間盯著復雜的公式看也不會感到眼睛過度疲勞。在內容深度上，它巧妙地穿插瞭一些曆史背景和工程實例，讓《自動控製原理》這門看似“冷硬”的學科，變得有血有肉。比如，在講解PID控製器的發展曆程時，作者會提到早期的工業應用場景，這使得抽象的控製參數與現實世界中的調節任務産生瞭聯係。我個人認為，這本書的優點在於它不滿足於隻講“怎麼做”（How），更深入地探討瞭“為什麼這麼做”（Why）。例如，在分析係統超調和振蕩問題時，書中不僅提供瞭減小超調的方法，還從能量角度解釋瞭振蕩産生的根源。這種注重底層原理的教學方式，培養的不僅僅是會套公式的工程師，更是具備創新思維的控製係統設計師。它提供的是一個堅實的基礎平颱，讓我們可以自信地邁嚮更復雜的控製領域。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，最初我對“附光盤”的版本是持保留態度的，總覺得現在都是雲端資源共享的時代瞭，實體光盤顯得有些過時。然而，使用之後我完全改變瞭看法。這套光盤的價值體現在其穩定性和集成性上。它提供的仿真環境和配套軟件接口非常穩定，與我使用的操作係統和主流的工程軟件（如早期版本的MATLAB）兼容性極佳，省去瞭我在網上搜尋兼容資源、處理各種環境配置問題的煩惱。書中對被控對象的建模過程，從物理描述到數學模型的抽象，講解得深入且細緻，特彆是在處理分布式參數係統和延遲係統時，作者展現瞭紮實的功底。更值得稱贊的是，教材在引入先進的魯棒控製和最優控製概念時，采取瞭一種循序漸進的方式，先是用簡單的例子展示瞭傳統控製的局限性，然後自然而然地引齣瞭現代方法的需求。這種論證邏輯非常具有說服力，讓人心悅誠服地接受瞭這些復雜理論的必要性。

評分☆☆☆☆☆

作為一名自學的愛好者，我主要關注的是教材的自學友好度和資源的完備性。這本書的結構設計在這方麵做得相當齣色。每一章的末尾都設計瞭不同難度的習題，並且配套的答案解析詳盡到令人驚喜。很多習題不僅給齣瞭最終結果，還附帶瞭詳細的解題步驟和思路分析，這對於沒有老師隨時指導的自學者來說，簡直是救命稻草。更不用說那個附帶的光盤瞭，它不僅僅是一個附件，簡直是提升學習效率的“作弊碼”。我特彆喜歡光盤裏提供的幾個經典控製係統（比如直流電機調速係統、倒立擺係統）的MATLAB/Simulink模型。我可以直接打開這些模型，修改反饋結構或者輸入信號，觀察係統在不同工況下的錶現。這種即時反饋機製，讓我能夠迅速驗證書本上的理論推導是否正確，避免瞭大量重復的計算錯誤，從而能將更多精力集中在控製策略的設計和優化上。可以說，這本書是以一種非常“現代教育”的方式來呈現這門經典學科的。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我之前嘗試過幾本市麵上主流的《自動控製原理》教材，坦白講，很多版本要麼過於偏重數學推導，讀起來枯燥乏味，像是高深的數學論文集；要麼又為瞭迎閤初學者，把理論講得過於淺顯，缺乏深入研究的價值。但這一本（ISBN：9787560941646）給我的感覺非常不同，它仿佛請瞭一位經驗豐富的老教授來給你娓娓道來。作者在闡述如李雅普諾夫穩定性判據這類高階概念時，沒有直接堆砌復雜的微積分公式，而是先從物理意義上解釋“為什麼需要這個判據”，以及它在判斷非綫性係統穩定性時的優勢。這種“先樹立概念骨架，再填充數學血肉”的寫作手法，讓我的學習過程非常順暢。此外，書中對現代控製理論，特彆是狀態觀測器和現代控製器的設計思想也有相當深入的介紹，這對於我們後續接觸更復雜的工業自動化項目至關重要。雖然篇幅不薄，但翻閱起來，你很少會覺得疲憊，因為它始終保持著一種引導你去思考、去探索的節奏感，而不是生硬地灌輸知識點。