MATLAB自动控制原理习题精解

MATLAB自动控制原理习题精解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:第1版 (2004年1月1日)
作者:刘翠响
出品人:
页数:344
译者:
出版时间:2004-6
价格:29.0
装帧:平装
isbn号码:9787118034431
丛书系列:
图书标签:
  • 自动控制
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具体描述

本书精选了自动控制系统分析的大量例题,采用MATLAB 6.5进行了详细的分析。全书共分为10章。第1章介绍了MATLAB 6.5软件的最新发展和基本操作;第2章介绍了自动控制系统的基本原理和控制系统传递函数等基本分析;第3章至第7章介绍了采用MATLAB软件对自动控制系统习题的各种分析,包括时域分析法、根轨迹法、频率特性法、计算机控制系统分析、线性系统状态空间分析;第8章介绍了采用MATLAB软件进行控制系统的设计和校正;第9章介绍了采用MATLAB软件进行状态空间设计;第10章介绍了采用MATLAB软件进行Simulink仿真分析。在例题的分析方面,本书采用了详细的程序操作,并详细介绍了分析过程,以大量图片形式得到分析结果。

本书适合作为理工科高等院校研究生、本科生教学用书,也可作为广大科研工程技术人员的自学用书。

《现代控制系统理论与实践》 本书深入探讨了现代控制理论的核心概念及其在工程实践中的应用。全书结构清晰,逻辑严谨,旨在为读者构建一个扎实的理论基础,并辅以丰富的实例分析,帮助读者将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。 第一部分:系统建模与分析 本部分着重于如何准确地描述和理解动态系统。我们将从经典的系统建模方法入手,包括机理建模和辨识建模。对于连续时间系统,我们将详细讲解传递函数、状态空间方程等描述形式,并深入分析系统的时域响应(如单位阶跃响应、脉冲响应)和频域特性(如频率响应、伯德图、奈奎斯特图)。对于离散时间系统,我们将介绍Z变换及其在系统分析中的应用,包括离散时间传递函数和离散时间状态空间方程。 此外,本部分还将涵盖系统稳定性分析的关键技术,如Routh-Hurwitz判据、Nyquist稳定性判据以及根轨迹法。通过这些方法,读者将能够判断系统的稳定性,并理解系统参数变化对稳定性的影响。 第二部分:经典控制理论 经典控制理论是理解和设计控制器不可或缺的基础。我们将详细阐述PID(比例-积分-微分)控制器的原理、设计方法以及参数整定技巧。通过对PID控制器在不同应用场景下的性能分析,读者将掌握如何根据系统特性选择合适的PID控制策略。 本部分还将重点介绍反馈控制器的设计,包括超前/滞后补偿器、PID控制器等,并深入分析这些控制器如何改善系统的动态性能,如提高响应速度、减小超调量、消除稳态误差等。我们还会探讨开环和闭环控制系统的优缺点,以及在实际应用中如何选择。 第三部分:现代控制理论 现代控制理论以状态空间方法为核心,为解决更复杂、高维度的控制问题提供了强大的工具。本部分将详细介绍状态空间方程的建立、解法以及系统能控性和可观测性分析。这些概念是设计现代控制器(如状态反馈控制器)的基础。 我们将深入讲解状态反馈控制器的设计原理,包括极点配置法,使系统的闭环极点能够根据设计要求任意配置,从而获得期望的系统动态性能。同时,我们还将讨论观测器(Estimator)的设计,用于估计系统内部状态,尤其是在某些状态变量无法直接测量的情况下。 此外,本部分还会涵盖最优控制理论的初步概念,如LQR(线性二次调节器)设计,旨在找到最优的控制输入,以最小化某个性能指标(如能量消耗和误差)。 第四部分:数字控制与系统实现 随着计算技术的发展,数字控制系统已成为主流。本部分将聚焦于数字控制器的设计与实现。我们将详细介绍数字控制器的采样、量化过程,以及如何将连续时间控制器离散化。 本部分还将深入探讨数字PID控制器的实现,以及更高级的数字控制器设计技术。我们将结合实际的硬件平台(如嵌入式系统)和软件工具,讲解如何将设计的数字控制器转化为可执行的代码,并在实际系统中进行部署和调试。 第五部分:高级控制主题与应用 为了应对更广泛的工程挑战,本部分将介绍一些高级控制理论和应用。我们将探讨鲁棒控制,研究在系统参数不确定或存在扰动的情况下,如何设计控制器以保证系统的稳定性和性能。 非线性控制是另一重要主题,我们将介绍几种常见的非线性控制方法,如反馈线性化、滑模控制等,并分析其在处理非线性系统时的优势。 本书的最后部分将聚焦于实际工程应用,通过一系列精心挑选的案例研究,展示如何将前面所学的控制理论应用于实际的工程问题,例如机器人控制、航空航天系统、过程控制等。这些案例将涵盖问题建模、控制器设计、仿真验证和实际实现等各个环节,帮助读者加深对理论知识的理解,并提升解决实际工程问题的能力。 本书特点: 理论与实践相结合: 理论讲解深入浅出,辅以大量的工程实例和仿真分析,使读者能够融会贯通。 覆盖面广: 从经典控制到现代控制,再到数字控制和高级主题,全面系统地介绍了自动控制原理。 结构清晰,循序渐进: 内容组织逻辑性强,从基础概念到复杂技术,引导读者逐步深入。 强调工程应用: 通过丰富的案例研究,突出理论在实际工程中的应用价值。 无论您是自动化、电气工程、机械工程、电子工程等相关专业的学生,还是从事控制系统设计和开发的工程师,本书都将是您学习和掌握自动控制原理的宝贵参考。

作者简介

目录信息

读后感

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刚开始学习自控原理的时候,有点听天书的感觉。很容易陷入数学的细节中去了。看了这本书以后,发现很多所有的数学细节都可以交给计算机完成的时候,再看自动控制原理,一切豁然开朗了。

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刚开始学习自控原理的时候,有点听天书的感觉。很容易陷入数学的细节中去了。看了这本书以后,发现很多所有的数学细节都可以交给计算机完成的时候,再看自动控制原理,一切豁然开朗了。

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刚开始学习自控原理的时候,有点听天书的感觉。很容易陷入数学的细节中去了。看了这本书以后,发现很多所有的数学细节都可以交给计算机完成的时候,再看自动控制原理,一切豁然开朗了。

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刚开始学习自控原理的时候,有点听天书的感觉。很容易陷入数学的细节中去了。看了这本书以后,发现很多所有的数学细节都可以交给计算机完成的时候,再看自动控制原理,一切豁然开朗了。

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刚开始学习自控原理的时候,有点听天书的感觉。很容易陷入数学的细节中去了。看了这本书以后,发现很多所有的数学细节都可以交给计算机完成的时候,再看自动控制原理,一切豁然开朗了。

用户评价

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这套书在讲解基础概念时,真是做到了深入浅出,完全没有那种晦涩难懂的感觉。作者似乎非常懂得初学者的痛点,每一步推导都写得异常清晰,特别是对于那些在课堂上听得云里雾里、感觉像是被一堆数学公式轰炸过的读者来说,这本书简直就是一盏明灯。它不仅仅是告诉你“答案是这样”,而是会耐心地引导你去理解“为什么是这样”。举个例子,在讲到状态空间表示法时,我过去一直觉得那些矩阵运算很抽象,但在书中结合具体的物理意义去解释,突然间就豁然开朗了。它没有停留在教科书式的枯燥定义上,而是通过精心设计的例子,把理论和实际工程问题紧密地联系起来,让你觉得这些复杂的数学工具并非空中楼阁,而是解决现实世界难题的利器。对于想打下坚实基础的理工科学生,或者需要回顾知识体系的工程师,这本书的理论阐释部分绝对是值得反复研读的宝典。它构建了一个非常扎实、牢固的知识框架,让人对自动控制的整体脉络有了更宏观的把握。

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作为工具书,这本书的索引和章节结构组织得逻辑性极强。当你需要快速定位某个特定知识点,比如查找关于Z变换在离散控制系统中的具体应用时,可以非常迅速地找到对应的位置。它不像有些教材那样把章节内容粘合在一起,而是层次分明,内容模块化做得很好。每章节的开头都有明确的知识点回顾,结尾则通常有对本章重点的提炼和小测验,这种结构化的学习路径,非常适合自学和复习使用。我最喜欢的是它在引入新概念时,总会先回顾一下与之相关的旧知识点,用一种“承上启下”的方式来过渡,这对于那些需要结合不同知识体系进行学习的读者来说,极大地减轻了记忆负担和知识点串联的难度。总而言之,这是一本被精心设计和打磨过的学习资料,体现了作者对教学规律的深刻理解。

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这本书的难度跨度设计得非常巧妙,它没有完全陷入高深莫测的纯理论研究,也没有退化成面向非专业人士的入门读物,而是完美地卡在了应用与理论的黄金分割点上。初级部分巩固了基础,让你能轻松应对期中考试级别的题目;而到了中后期,它开始引入更贴近实际工程挑战的案例和更深层次的控制理论分支,比如最优控制的一些基本概念和实际参数辨识的初步思路。这种渐进式的难度提升,让读者可以持续地挑战自己,不断拓宽知识边界。它提供的那些高难度例题,往往需要整合多个章节的知识点进行联合分析,这对于培养系统思维非常有帮助。它不会让你觉得学完了就结束了,而是会激发你对更前沿控制技术的好奇心和探究欲,是连接课堂知识与未来专业深造的有效桥梁。

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从排版和装帧来看,这本书也体现了编辑对读者的尊重。纸张的质量很不错,长时间阅读下来眼睛不容易疲劳,这点对于需要长时间在习题和公式中穿梭的读者来说至关重要。更重要的是,它的版式设计非常合理,公式和文字的间距把握得恰到好处,不会让人觉得拥挤。图表的绘制也极为清晰锐利,尤其是一些系统框图和根轨迹图,线条分明,色彩搭配得当,即便是那些复杂的反馈结构图,也能一眼看出信号流向和关键节点。我曾遇到过一些印刷质量很差的专业书籍,图表模糊不清,导致我不得不去网上搜索原图,但这本书完全没有这个问题,所有插图都像是专门为印刷优化过一样,视觉体验极佳。对于一个需要反复翻阅和比对的工具书来说,这种高标准的制作工艺,无疑是加分项,保证了学习过程中的顺畅度。

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我尤其欣赏这本书在习题解析上的细致入微。很多参考书的解析往往是直接给出最后几行公式,让你对着答案也摸不着头脑,但这里不同,它把解题思路的每一步逻辑跳跃都给填补上了,真正做到了“精解”。对于那些稍微有点难度的综合性题目,作者会先分析题目的核心考察点是什么,然后才着手展开解题步骤,这种先定性的分析步骤非常关键。它教会的不是解某一个题的方法,而是如何去“思考”如何解题。我在练习中遇到一个关于李雅普诺夫稳定性判据的应用题,一开始完全不知从何下手,但对照书上的解析,我看到了作者是如何巧妙地构造能量函数,每一步的代数变换和不等式放缩都交代得明明白白,甚至连一些看似微不足道的边界条件的处理都没有放过。这种近乎手把手的指导,极大地增强了我独立解决复杂问题的信心。可以说,这本书的价值一半体现在理论的阐述上,另一半则体现在它提供的解题思维模型上。

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