机械工程控制基础(修订本) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:西安交通大学出版社

作者:陈康宁 编

出品人:

页数:217

译者:

出版时间:1997-11

价格:13.50元

装帧:平装

isbn号码:9787560509358

丛书系列:

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《机械工程控制基础（修订本）》—— 掌控动力，驱动未来 这是一本深入探讨机械系统动态行为与控制策略的权威著作。本书旨在为读者构建扎实的理论基础，并配备实用工具，以应对日新月异的工程挑战。从经典控制理论的基石，到现代控制技术的精髓，本书将引领您穿越机械工程控制的广阔天地。 核心内容与结构： 本书内容丰富，条理清晰，从基础概念循序渐进，逐步深入到复杂的控制问题。其核心内容涵盖了以下几个关键领域： 1. 系统建模与分析： 数学建模基础： 学习如何将复杂的机械系统（如弹簧-质量-阻尼系统、电机驱动系统、机器人手臂等）转化为精确的数学模型。重点介绍微分方程、传递函数、状态空间方程等描述系统动态行为的核心工具。 时域分析： 深入理解系统的瞬态响应和稳态响应，分析单位阶跃响应、冲激响应等关键性能指标。掌握如何评估系统的稳定性、超调量、上升时间、调节时间等参数。 频域分析： 探索系统在不同频率输入下的响应特性。学习伯德图、奈奎斯特图、根轨迹图等频率响应分析工具，理解增益裕度和相位裕度在稳定性和鲁棒性评估中的作用。 系统辨识： 介绍如何利用实验数据来估计系统的模型参数，这对于处理实际系统中模型不确定性的情况至关重要。 2. 控制器设计： PID 控制： 详细阐述比例（P）、积分（I）和微分（D）控制的工作原理及其在改善系统性能方面的作用。提供具体的 PID 参数整定方法，如齐格勒-尼科尔斯方法、试凑法等，并探讨其在实际应用中的优点与局限性。 超前/滞后补偿器： 学习如何设计和实现超前、滞后和超前-滞后补偿器，以修正系统的频率响应，提高系统的稳定性和动态性能。 状态反馈控制： 介绍基于状态变量的控制设计方法，包括极点配置技术，使得系统能够达到预期的动态性能。探讨状态观测器的设计，用于估计不可测量的状态变量。 模型预测控制 (MPC) ： 深入介绍 MPC 的核心思想，包括滚动优化、预测模型和控制约束。阐述 MPC 在处理多变量系统、时变系统以及存在约束条件下的优势。 先进控制策略： 涵盖如滑模控制、自适应控制、鲁棒控制等更高级的控制技术，旨在应对系统不确定性、外部扰动以及参数变化等复杂挑战。 3. 实际应用与工程实践： 多输入多输出 (MIMO) 系统控制： 针对机械工程中常见的 MIMO 系统，如多关节机器人、飞行器等，讲解如何进行解耦控制、协同控制以及协同优化。 数字控制系统： 探讨数字控制器的工作原理，包括采样、量化、数字滤波器设计以及数字 PID 控制的实现。 控制系统的仿真与实现： 介绍使用 MATLAB/Simulink 等仿真工具进行控制系统设计、验证和性能评估的流程。提供将控制算法转化为嵌入式系统代码的实践指导。 具体应用案例分析： 结合实例，如工业机器人关节控制、数控机床轨迹跟踪、汽车悬挂系统主动控制、无人机飞行姿态稳定等，生动展示控制理论在解决实际工程问题中的强大能力。 本书的特点： 理论与实践的完美结合： 本书不仅深入浅出地讲解了控制理论的核心概念，更强调理论在实际工程问题中的应用。丰富的例题和案例分析，帮助读者将抽象的理论转化为具体的解决方案。 详实的数学推导与直观的物理解释： 在保证数学严谨性的同时，本书注重对控制原理的物理意义进行深入剖析，力求使读者在理解数学表达的同时，也能领会其背后蕴含的物理机制。 循序渐进的学习路径： 从最基础的系统建模和分析方法开始，逐步引入各种控制器设计技术，并最终导向复杂的现代控制理论和应用。这种结构化的学习路径，确保不同背景的读者都能有效掌握内容。 前沿技术的引入： 除了经典的控制方法，本书也对模型预测控制、自适应控制等先进控制技术进行了介绍，为读者提供了理解和应用前沿控制理念的窗口。 注重工程实现的细节： 本书不仅关注理论设计，还探讨了控制系统在实际工程中的实现细节，包括数字控制、仿真工具的应用以及鲁棒性考量，使读者能够更好地桥接理论与实际工程。 读者对象： 本书适合机械工程、自动化、航空航天、机器人、电子工程等相关专业的本科生、研究生，以及从事机械系统设计、开发和优化的工程师和研究人员。对于希望系统学习和掌握机械工程控制理论与实践的专业人士而言，本书是不可或缺的学习资源。 通过学习本书，您将能够： 准确描述和分析复杂的机械系统。 设计出满足性能要求的各种控制器。 理解并应用现代控制理论解决更具挑战性的工程问题。 熟练运用仿真工具进行控制系统设计与验证。 提升机械系统的智能化水平和自动化能力。 本书不仅是一本技术手册，更是一扇通往机械工程控制奥秘的窗口，助您掌控动力，驱动创新，塑造未来。

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我必须要强调的是，这本书的语言风格非常严谨且专业，但又不失可读性。作者在保证学术严谨性的同时，也注重用清晰、流畅的语言来表达复杂的概念。书中大量的实例和图示，也起到了很好的辅助作用，让抽象的理论变得具体化、形象化。我曾经尝试过阅读一些其他控制理论的书籍，但很多都因为过于晦涩的语言和枯燥的数学推导而让我望而却步。然而，《机械工程控制基础(修订本)》却成功地做到了既有深度又不失广度，既有理论的高度又不失工程的温度。这让我能够持续地保持阅读的兴趣，并从中获得源源不断的知识和启发。

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我在阅读这本书的过程中，最大的感受之一就是它对数学工具的运用非常讲究“度”。它不会回避必要的数学推导，但也不会让数学成为阻碍读者理解的门槛。相反，书中会明确地解释每一个数学公式的物理意义和工程含义，以及它在控制系统设计中的作用。例如，在讲解频率响应分析时，书中详细介绍了奈奎斯特图、波特图等工具，并解释了如何通过这些图来分析系统的稳定性和性能。对于拉普拉斯变换等数学工具，书中也给出了清晰的应用场景和讲解。这让我意识到，数学并不是高高在上的理论，而是解决工程问题的强大工具，而这本书正是教我们如何有效地运用这些工具。

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总而言之，这本书为我打开了一扇通往更深层次机械工程控制世界的大门。它不仅仅是一本教科书，更像是一位循循善诱的老师，一位经验丰富的工程师。它用严谨的理论、丰富的实例、清晰的讲解，帮助我克服了过去在理解和应用控制理论方面的种种障碍。我相信，通过对这本书的学习和消化，我将能够更有效地进行机械系统的设计、分析和优化，从而为我的工作带来更大的价值。这本书的价值，远不止于纸面上的文字，它所蕴含的知识和方法，将会在我的工程实践中，不断地发挥作用。

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这本书的内容深度和广度，让我觉得它不仅适合初学者入门，也非常适合有一定基础的工程师进行系统性的复习和提升。对于学生来说，它能够提供扎实的理论基础，为未来的学术研究或工程实践打下坚实的基础。而对于我们这些在职工程师来说，它提供了一个机会，让我们能够回顾和巩固那些可能因为长期不使用而有些生疏的知识点，同时也能学习到新的控制理论和技术。书中很多章节的讲解都能够引发我深入的思考，让我从新的角度去审视我过去遇到的那些工程难题，并尝试用书中学到的新方法去解决。

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这本书的另一个亮点在于其对实际工程问题的洞察力。它不仅仅是理论知识的集合，更是对机械工程控制领域发展趋势和未来方向的深刻理解。书中在介绍完基础理论后，还专门留出了章节来探讨一些前沿性的控制技术，比如模型预测控制（MPC）和模糊控制等。这些技术在很多高性能的机械系统中都有着广泛的应用，而这本书能够将这些复杂的技术以相对易于理解的方式呈现出来，对于我们这些希望跟上行业发展步伐的工程师来说，无疑是一份宝贵的财富。我尤其对书中关于MPC的讲解很感兴趣，它能够预先考虑系统的未来行为，并进行优化控制，这对于需要精确定时和精确轨迹跟踪的机器人和自动化设备来说，是非常关键的。

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这本书，虽然我还没有完全读完，但仅仅是翻阅目录和部分章节，就已经让我对机械工程控制领域的认识有了颠覆性的提升。在此之前，我一直觉得控制理论离我的实际工作有些遥远，更多的是一种抽象的数学模型。然而，《机械工程控制基础(修订本)》却以一种非常接地气的方式，将那些复杂的理论概念一一拆解，并与我们日常接触到的机械系统紧密联系起来。比如，书中对PID控制的阐述，不仅仅停留在理论公式的推导，而是通过大量的工程实例，详细讲解了PID参数整定对系统性能的影响，以及如何根据实际的机械设备特性来选择合适的参数。这一点对我来说尤为重要，因为在实际工作中，我们经常会遇到各种各样的问题，例如伺服系统的响应迟缓、振动过度，或者是在某些工况下系统不稳定。过去，我可能只能凭借经验去“调参”，效果往往不尽如人意，甚至可能导致设备损坏。但现在，我能够更系统地理解这些问题的根源，并有理论指导地去解决。

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让我印象深刻的还有书中对于实际工程应用的强调。它不是一本纯粹的理论书籍，而是时刻关注着如何将控制理论应用到解决实际的工程问题中。例如，在讨论鲁棒控制时，书中不仅仅介绍了理论上的鲁棒性设计方法，还结合了机械系统在实际运行中可能面临的各种不确定性，如参数变化、外部干扰等，并给出了相应的应对策略。这让我意识到，控制系统不仅仅是要满足理论上的性能指标，更重要的是要在各种复杂的实际环境下都能稳定可靠地运行。书中的案例分析，也让我看到了不同行业、不同类型的机械设备是如何应用先进的控制技术来提升性能、降低能耗、提高效率的。这极大地拓宽了我的视野，也激发了我运用所学知识去解决工作中实际难题的信心。

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坦白说，这本书的内容确实比较厚重，涵盖的知识点非常广泛。但令我惊喜的是，即使是对于一些我之前接触较少甚至完全陌生的领域，例如非线性控制和自适应控制，书中的讲解也能够做到清晰易懂，循序渐进。作者并没有一味地堆砌复杂的数学公式，而是通过生动的比喻和直观的图解，帮助读者逐步理解这些抽象的概念。举个例子，在讲解非线性系统的稳定性时，书中引入了相平面分析的方法，并通过生动的例子展示了不同初始条件下系统轨迹的演变，这让我对非线性系统的行为有了非常直观的认识。对于自适应控制，书中也用了很多篇幅来介绍如何让控制器能够根据系统性能的变化而自动调整自身的参数，这对于那些工作环境多变，或者需要长时间稳定运行的机械系统来说，无疑是非常有价值的。

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这本书对于“修订本”的更新做得非常到位。我特别关注书中关于现代控制理论和数字控制的内容，这部分内容相较于旧版本，无疑有了更深入和更全面的补充。现代控制理论，特别是状态空间方法，为解决更复杂的系统问题提供了强大的工具。书中对状态观测器和状态反馈控制的设计过程进行了详细的介绍，这让我能够更好地理解如何处理高阶系统以及多输入多输出系统的控制问题。而数字控制部分，则紧密结合了当前嵌入式系统和微处理器的发展趋势，详细讲解了数字控制器设计、采样、量化以及数字滤波等关键技术。这一点对于我们这些需要将控制算法集成到实际产品中的工程师来说，是至关重要的。过去，我可能只能接触到一些基础的模拟控制，但现在，通过这本书，我能够更自信地迈向数字控制的领域，拥抱更先进的自动化技术。

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这本书的编排方式也让我非常赞赏。它遵循了一个循序渐进的学习路径，从最基础的概念开始，逐步深入到更复杂的控制策略和方法。开头部分对经典控制理论的梳理，为后续内容的理解打下了坚实的基础。特别是对系统建模的讲解，非常细致，书中列举了多种典型的机械系统模型，并给出了详细的建模步骤和方法。这对于我这种需要将实际机械系统转化为数学模型进行分析和设计的工程师来说，简直是雪中送炭。以前，我常常为如何准确地建立一个能够反映实际系统动态特性的模型而头疼，耗费了大量的时间和精力。但现在，通过学习书中的方法，我能够更加自信地进行系统建模，并对模型的准确性有更强的把握。而且，书中还穿插了大量的图示和仿真结果，直观地展示了不同控制策略的效果，这对于我这种视觉型学习者来说，极大地提升了学习效率和理解深度。

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