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出版者:电子工业出版社

作者:朱力恒

出品人:

页数:260

译者:

出版时间:2003-7

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787505388611

丛书系列:

图书标签:

• 电子技术
• 仿真实验
• 电路分析
• Multisim
• Proteus
• 实验教程
• 电子工程
• 高等教育
• 教学
• 实践

好的，这是一本关于现代控制理论与应用的图书简介。 --- 现代控制理论与应用：从基础到前沿的系统化探索 图书名称：现代控制理论与应用 作者： [此处留空或填写作者名称] ISBN： [此处留空或填写 ISBN] 内容提要 本书旨在为读者提供一个全面、深入且富有启发性的现代控制理论学习路径。它不仅系统梳理了经典控制理论的基石，更将笔触延伸至当代控制工程领域的核心技术与前沿热点，特别强调理论与工程实践的紧密结合。全书结构严谨，逻辑清晰，力求使读者在掌握扎实的数学工具和基本概念的同时，能够应对复杂系统的建模、分析、综合与优化挑战。 本书特别关注那些在信息、机械、航空航天、生物医学等多个工程领域中发挥关键作用的先进控制策略。我们相信，在当今高度互联和快速变化的工程环境中，对系统的动态特性进行精确理解和有效干预是实现高性能、高可靠性目标的前提。 核心章节与内容深度解析 第一部分：控制系统的数学基础与状态空间方法 本部分为后续高级内容奠定坚实的数学和建模基础。 第1章：回顾经典控制理论与系统描述 本章简要回顾了传统的传递函数、框图代数和频率响应分析法，强调了经典方法在单输入单输出（SISO）系统分析中的局限性，从而自然引出对更通用、更强大的建模工具的需求。 第2章：线性系统的状态变量表示 详细阐述了状态空间描述的构建过程，包括物理系统到状态方程的转换、模态坐标变换等。重点讲解了系统的能控性和能观测性判据（如卡尔曼判据），这是设计状态反馈控制器的先决条件。本章通过大量实例展示了如何使用矩阵代数工具来分析系统的内部动态行为。 第3章：线性定常（LTI）系统的时域分析 深入探讨了系统的状态转移矩阵$Phi(t)$的计算方法及其物理意义。分析了系统的自由响应和强制响应，并引入了李雅普诺夫稳定性理论的基础概念，为后续的稳定性分析和设计奠定基础。 第二部分：现代控制器的设计与综合 本部分是全书的核心，专注于如何利用状态空间知识来设计满足特定性能指标的控制器。 第4章：状态反馈控制设计 详细讲解了极点配置（Pole Placement）技术，包括如何利用Ackermann公式和通过求解LQR问题来确定状态反馈增益矩阵$K$。本章还讨论了通过状态反馈实现对系统内部状态的渐近或指数反馈。 第5章：状态观测器的设计 针对状态变量无法直接测量的实际工程问题，本章系统介绍了观测器的设计，包括最小阶观测器（Luenberger观测器）和全阶观测器。重点讨论了分离原理（Separation Principle），证明了状态估计与状态反馈设计可以独立进行。 第6章：最优控制：线性二次型调节器（LQR） 本章将控制目标转化为最小化一个二次型性能指标函数。详细推导了代数黎卡提方程（ARE）的求解过程，并解释了LQR控制器在平衡性能与控制能量消耗方面的优越性。 第7章：鲁棒性与扰动抑制 引入了控制系统鲁棒性的概念，探讨了如何通过引入扰动模型和容错设计来提高系统对模型不确定性和外部干扰的抵抗能力。 第三部分：先进控制技术与非线性系统分析 本部分拓展至现代控制理论的前沿领域，为解决更复杂的、非线性和不确定性系统问题提供工具箱。 第8章：非线性系统的基本分析方法 介绍了非线性系统的基本特性，如奇异点分析、相平面法（Phase Plane Analysis）和李雅普诺夫第二法（直接法）在稳定性分析中的应用。强调了线性化方法在局部分析中的作用和局限性。 第9章：滑模控制（SMC） 详细介绍了一种强大的、对参数变化和外部扰动具有高度鲁棒性的控制方法——滑模控制。阐述了滑模面（Sliding Surface）的设计、等效控制器的求解以及如何处理“抖振”现象。 第10章：自适应控制基础 探讨了当系统参数未知或随时间变化的场景下的控制策略。重点讲解了基于模型的参考自适应控制（MRAC）的基本原理，包括误差转换和参数更新律的设计。 第11章：先进的回路整形与H$infty$控制 本章聚焦于现代控制设计中的“硬核”鲁棒控制技术。详细讲解了$H_infty$范数在度量系统对外部信号的放大作用中的意义，以及如何通过线性矩阵不等式（LMI）求解$H_infty$控制器，以保证系统在特定频带内的性能和鲁棒性。 适用读者对象 高等院校工科专业的本科高年级学生与研究生： 作为控制工程、自动化、机械电子、航空航天等专业的核心教材或参考书。 工程技术人员与研发工程师： 需要深入理解和应用现代控制方法来解决实际工业控制问题的专业人士。 对系统科学与工程有浓厚兴趣的研究人员： 为进一步探索智能控制、网络控制等交叉领域打下坚实的理论基础。 本书的特色与优势 1. 理论深度与广度并重： 不仅覆盖了经典的状态空间分析和反馈设计，还系统地引入了最优控制、鲁棒控制和非线性控制的经典范式。 2. 强调矩阵运算与工程直观性结合： 每一项理论推导后，均辅以具体的工程背景解释其物理意义，避免了纯数学推导带来的晦涩感。 3. 结构逻辑清晰： 从系统建模（状态空间）出发，自然过渡到控制器设计（极点配置、最优控制），再升级到鲁棒性与非线性处理，学习路径流畅自然。 4. 注重方法论的建立： 引导读者掌握一套完整的、可迁移的控制系统设计流程，而非仅仅记忆公式。 通过学习本书，读者将能够自信地驾驭复杂动态系统的分析与设计任务，真正实现对物理世界的精确、高效的调控。

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这本书的深度和广度令人称赞，尤其适合那些希望从“会做实验”跃升到“精通设计”的读者。我注意到书中对噪声分析和信号完整性在仿真中的体现处理得尤为到位。在实际的电子产品开发中，这些往往是新手容易忽略却又至关重要的环节。这本书没有回避这些“硬骨头”，而是用清晰的仿真步骤展示了如何量化这些影响因素。对于我个人而言，书中关于高频电路仿真部分的介绍，提供了一个非常好的起点去理解S参数和阻抗匹配的概念，这些内容在其他入门级教材中通常是一笔带过或者根本不涉及的。这本书的实用性是毋庸置疑的，它提供的不仅仅是操作指南，更是一种严谨的科学态度和工程思维的培养。

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这本《电子技术仿真实验教程》的书籍内容异常丰富，尤其在理论与实践的结合上做得非常出色。书里对各类电子元器件的工作原理讲解得深入浅出，即便是初次接触电子技术的新手，也能通过清晰的图文和详尽的步骤，快速建立起对电路设计的初步认知。最让我印象深刻的是它在仿真软件应用方面的指导，作者显然在这方面有着深厚的积累，提供的实例不仅贴近实际应用场景，而且每一步操作都配有截图和详细说明，让复杂的仿真过程变得触手可及。特别是关于复杂滤波器设计和特定IC应用的部分，书中的讲解思路非常清晰，不仅告诉你“怎么做”，更重要的是解释了“为什么这么做”，这种注重底层逻辑的教学方式，对于提升读者的独立分析和解决问题的能力非常有帮助。我个人在尝试书中一个关于PID控制器的仿真案例时，就因为书中的细致指导而顺利完成了整个流程，收获颇丰。

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从一个学习者的角度来看，这本书的结构设计非常贴合实际的学习曲线。它从基础概念入手，逐步引入复杂的电路结构和高级的仿真技巧，这种循序渐进的安排，极大地降低了学习的门槛。我发现书中对不同仿真算法（如瞬态分析、交流扫描等）的适用场景和优缺点进行了比较，这使得读者能够根据实验需求做出最优的选择，而不是盲目地套用某一种方法。更重要的是，书中许多实验都融入了对标准和规范的引用，这提醒我们在进行仿真验证时，必须考虑工业界的要求。这种将学术知识与行业标准相结合的编排方式，使得这本书不仅是学习工具，更像是职场预备指南。总而言之，这是一本能够扎实打牢基础，同时又能引领读者探索电子技术前沿实践的优秀教材。

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说实话，我最初拿到这本书的时候，主要期望它能帮我快速掌握某个仿真软件的使用技巧，但读完之后发现，这本书的价值远超于此。它更像是一部系统性的电子技术能力提升手册。书中对一些经典电路（如运放应用、开关电源拓扑等）的仿真建模过程，展现了作者对电路本质的深刻理解。许多书籍只会给出固定的电路图，而这本书却会探讨不同建模精度对仿真结果的影响，这种深层次的探讨，极大地拓宽了我的视野。我尤其欣赏它在讨论模块化设计时的思路，引导读者如何将复杂的系统拆分成可管理的子模块进行仿真和验证，这在现代电子系统设计中是至关重要的技能。这本书的讲解方式，与其说是在“教”我们做实验，不如说是在“启发”我们如何像一个资深工程师那样去思考和设计。

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我阅读了许多关于电子工程的教材，但很少有像这本书一样，能将枯燥的理论知识通过生动的实验场景串联起来。这本书的编排逻辑极其出色，每一章都是围绕一个具体的实验项目展开，使得知识点的学习不再是孤立的记忆，而是有明确的应用目标的。它涵盖了从基础的电阻、电容、电感分析，到更高级的数字逻辑电路和微控制器应用，内容覆盖面广而不失深度。特别是它在对仿真结果进行误差分析和优化建议方面的论述，非常实用。作者没有停留在“仿真成功”这个层面，而是引导读者去思考“仿真结果的可靠性”以及“如何将仿真结果转化为实际电路设计”的关键步骤，这对于我们这些希望将理论转化为生产力的实践者来说，是极具价值的参考。这本书的排版也十分专业，图表清晰，公式推导严谨，阅读体验非常好。

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