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☆☆☆☆☆

出版者:Wiley

作者:Benjamin C. Kuo

出品人:

页数:624

译者:

出版时间:2002-09-06

价格:USD 116.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471134763

丛书系列:

图书标签:

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《自动控制系统》是一本致力于深入探讨现代控制理论及其工程应用的权威著作。本书旨在为读者提供一个全面、严谨的学习框架，使其能够理解并掌握各种控制系统的设计、分析和实现方法。 全书从基础概念入手，循序渐进地构建读者对控制系统的认知。首先，我们会详细阐述自动控制系统的基本组成部分，如传感器、控制器、执行器等，并介绍它们在不同工业场景下的典型应用，帮助读者建立对“自动”这一概念的直观理解。我们将深入剖析线性定常系统（LTI）的数学模型，包括微分方程、传递函数以及状态空间表示法。这些模型是分析和设计控制系统的基石，我们将通过大量的实例，演示如何从物理系统推导出这些模型，并解读模型参数的物理意义。 在系统分析部分，本书将重点关注系统的时域响应和频域响应。读者将学习如何通过分析系统的瞬态响应，如超调量、上升时间、稳定时间等，来评估系统的性能。同时，我们将深入讲解系统的稳态误差，并介绍消除或减小稳态误差的策略。频域分析方面，本书将详细介绍奈奎斯特图、伯德图和根轨迹图等可视化工具，阐述它们在判断系统稳定性、预测系统性能以及优化控制器设计中的重要作用。读者将掌握如何利用这些图示来分析系统的频率响应特性，理解带宽、相位裕度和增益裕度等关键指标的含义。 关于系统稳定性，本书将提供多种分析方法，包括代数判据（如劳斯-赫尔维茨判据）和复域判据（如奈奎斯特稳定性判据）。我们将深入解释这些判据背后的数学原理，并演示如何在实际工程问题中应用它们来确保系统的稳定运行，避免系统失控带来的潜在危险。 控制器设计是本书的核心内容之一。我们将详细介绍PID（比例-积分-微分）控制器，这是一种在工业界应用最为广泛的控制器。读者将深入理解P、I、D三个环节各自的作用，学习如何根据系统特性和性能要求来整定PID参数，以及如何进行抗积分饱和和抗微分饱和等高级整定。除了PID控制器，本书还将引入现代控制理论中的先进控制器设计方法，例如超设计、状态反馈控制以及观测器设计。这些方法能够处理更复杂的系统，并能实现更优越的控制性能。 本书还强调了实际工程中的考量。我们将讨论离散时间系统及其在数字控制中的应用，介绍采样、量化等概念，并讲解Z变换在离散系统分析中的作用。读者将了解到数字控制器设计与连续时间控制器设计的异同，以及在数字实现过程中需要注意的问题。此外，本书还将涉及非线性控制系统和鲁棒控制等更高级的主题，为读者提供一个展望未来控制技术发展的窗口。 为了加深读者的理解，本书包含丰富的案例研究和练习题。这些案例将涵盖机械系统、电气系统、化学过程等多个领域，使读者能够将在理论中学到的知识应用于解决实际工程问题。每章末尾的习题旨在巩固学习效果，鼓励读者独立思考和解决问题。 《自动控制系统》的目标是培养读者成为一名具备扎实理论基础和强大工程实践能力的控制工程师。无论您是初学者，还是希望深化控制理论知识的专业人士，本书都将是您宝贵的参考和学习资源。通过对本书内容的系统学习，您将能够自信地分析和设计各种自动控制系统，从而在不断发展的工程领域取得成功。

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说实话，这本书在介绍现代控制理论部分的处理方式，简直是一股清流。很多教材在讲到状态空间法时，往往会迅速跳到观测器设计和极点配置，中间的数学推导过程往往一笔带过，导致读者感觉抓不住重点。然而，《自动控制系统》却花费了大量的篇幅来铺垫向量空间、线性代数在系统建模中的作用，这为后续的能控性、能观性分析打下了极其坚实的基础。特别是关于李雅普诺夫稳定性理论的阐述，作者没有采取过于严苛的纯数学证明，而是引入了能量函数这一物理直观概念，将抽象的稳定性判据与系统的耗散、存储能量联系起来，让人豁然开朗。此外，书中对卡尔曼滤波器的介绍也颇为到位，它不仅给出了算法步骤，还深入探讨了噪声模型（过程噪声和测量噪声）对滤波性能的影响，并配有仿真案例展示了最优估计的强大能力。这本书无疑是为那些渴望从“会用”跨越到“精通”的工程师和研究人员量身定制的。

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这本书在讨论高级控制策略和鲁棒性设计方面，展现出了非常前瞻性的视角。对于现代控制理论的学习者来说，理解控制器的鲁棒性——即系统在模型不确定性或外部扰动下仍能保持稳定和良好性能的能力——至关重要。书中对H无穷控制和$mu$综合理论的介绍，虽然篇幅相对精炼，但其核心思想的阐述非常到位，清晰地区分了这些高级方法与传统LQR设计的边界。特别是关于模型不确定性的量化描述（如加权函数的使用），使得复杂的鲁棒控制设计有章可循。此外，书中对模型预测控制（MPC）的介绍也比市面上大多数教材更为实用，它不仅讲解了滚动时域和优化问题的求解框架，还提到了在实际应用中如何处理约束条件和计算延迟。总而言之，这本书完美地平衡了理论的严谨性、设计的实用性和前沿性的探索，绝对是控制领域不可多得的经典之作。

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从排版和配套资源的丰富程度上看，这本书也绝对是业界顶尖水准。纸张的质量和字体选择都非常适合长时间阅读，大量的图表清晰明了，没有出现那种为了省墨水而模糊不清的示意图。更难得的是，书中对每一个重要概念的引入，都像是精心编排的一场对话，而不是生硬的灌输。例如，在引入根轨迹法时，作者先展示了一个输入信号变化时系统响应剧烈震荡的例子，从而自然地引出需要调整增益来“牵引”根轨迹的必要性。书后的习题设计也是一大特色，它不是简单的计算题，很多都是开放性的设计任务，要求读者根据给定的性能指标来选择合适的补偿器结构，甚至是进行参数的迭代优化。我特别赞赏它在每一个章节末尾提供的“进一步阅读”建议，这些推荐的书籍和论文真正拓展了知识的边界，体现了作者深厚的学术积累和开放的治学态度。

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这本《自动控制系统》着实让人眼前一亮，尤其是在理论深度和应用广度上，它展现出了非凡的功力。我原以为这是一本标准的教科书，但读下来才发现，作者在绪论部分就构建了一个宏大的理论框架，将经典的拉普拉斯变换、频率响应分析与现代控制理论中的状态空间法巧妙地融合在一起。书中对经典控制理论的讲解极为细致，例如对二阶系统的瞬态响应分析，不仅仅停留在数学公式的推导上，更结合了实际工程中的阻尼比和自然频率对系统稳定性的影响，这一点对于初学者来说至关重要。它不像一些教材那样把复杂的概念孤立地呈现，而是通过大量的实例，比如伺服电机、温度控制回路等，将抽象的数学模型具象化。让我印象深刻的是，它在分析系统稳定性时，不仅强调了劳斯-赫尔维茨判据，还详细对比了奈奎斯特图和波德图在判断系统裕度和稳态性能方面的各自优势，这种多视角、多层次的分析方法，极大地提升了读者对控制系统本质的理解深度。它不是那种只告诉你“怎么做”的书，而是深入剖析了“为什么这么做”的智慧之作。

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这本书的实用性，我认为是其最大的亮点之一，尤其体现在对经典设计方法的深入挖掘上。当我们面对一个复杂的实际控制问题时，往往不能一上来就使用最先进的算法，而是需要借助PID控制器进行初步整改。这本书对PID控制器的饱和、抗积分饱和、以及如何选择合适的采样时间进行了极其详尽的讨论，这些都是教科书上常常被忽略的“工程细节”。作者甚至专门辟出一个章节来讨论了控制系统的非线性问题，比如死区、摩擦力等，并介绍了如何使用象限法则和描述函数法来进行初步的定性分析。这表明作者深知，理论的完美不等于工程的成功。读完这些章节，我感觉自己不再仅仅是一个只会套公式的理论派，而是真正有能力去处理工厂现场复杂工况的实践者。那些关于数字控制系统采样效应和量化误差的分析，也为我后续转向微控制器设计提供了宝贵的参考。

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这本书在成大的时候学的。虽然没学好，但是书还是很不错的。我还有一本从台湾背回来。。很重很重。。而且，很贵很贵

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这本书在成大的时候学的。虽然没学好，但是书还是很不错的。我还有一本从台湾背回来。。很重很重。。而且，很贵很贵

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深入浅出，控制论很技术，调参数却完全是个体力活~

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