自动控制原理学习指导与题解

自动控制原理学习指导与题解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:西安电子科技大学出版
作者:方斌
出品人:
页数:340
译者:
出版时间:2003-10
价格:22.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787560612324
丛书系列:
图书标签:
  • 自动控制原理
  • 控制理论
  • 学习辅导
  • 题解
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  • 经典控制
  • 控制系统
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具体描述

本书共分10个章节(含现代部分),包含自动控制的一般概念、控制系统的数学模型、控制

系统的时域分析法、根轨迹分析法、控制系统的频域分析法、线性系统的校正、采样控制系

统、非线性系统分析、线性系统理论和线性定常系统的综合——状态反馈与状态观测器。每章

都有较为详细和全面的总结,并配有丰富、典型的例题。例题取材范围广,其中很多都取自国

内一些重点高校历年的考研试题。书中对每道例题都给出了详尽的说明和讨论,并尽可能地

做到一题多解。本书注重阐述各种解题方法和注意事项,对于较容易被忽视或出错的问题,都

加以特别强调或说明。另外,每章后给出多道习题以便读者练习,巩固所学内容。

《现代自动控制系统设计:理论、方法与实践》 本书旨在深入探讨现代自动控制系统的理论基础、核心设计方法与工程实践应用,为读者提供一个全面而系统的学习框架。在内容编排上,我们力求循序渐进,从基础概念的梳理到复杂系统的构建,逐步引导读者掌握自动控制领域的前沿知识与实用技能。 第一部分:自动控制理论基石 本部分首先对自动控制系统进行基础性介绍,明确其定义、基本组成部分(如传感器、控制器、执行器)以及工作原理。我们将详细阐述反馈控制的优势与关键要素,如稳定性、鲁棒性、精度和动态响应等。 系统建模与分析: 深入讲解建立动态系统数学模型的方法,包括微分方程、传递函数、状态空间方程等。重点阐述时域和频域分析技术,如稳定性判据(Routh-Hurwitz、Nyquist、Bode图)以及根轨迹分析,帮助读者理解系统的动态行为。 线性系统理论: 聚焦于线性时不变(LTI)系统的分析与设计。详细讲解线性系统的基本性质、解耦以及多输入多输出(MIMO)系统的处理方法。 第二部分:现代控制设计方法 本部分将涵盖当前自动控制领域最主流的设计方法,强调其理论依据与实现途径。 PID控制的深入探索: 在回顾经典PID控制的基础上,深入分析各种PID参数整定方法,如Ziegler-Nichols方法、人工调参法以及基于模型的整定方法。此外,还将探讨PID控制的改进技术,如串级控制、前馈控制以及抗积分饱和等,以应对更复杂的工程问题。 状态空间方法: 详细介绍状态空间表示法在系统分析与设计中的应用。重点讲解状态反馈控制器的设计,包括极点配置(Pole Placement)技术,以及观测器的设计,用于估计系统状态。 最优控制理论: 引入最优控制的基本概念,如性能指标函数,并详细阐述LQR(线性二次调节器)等经典最优控制器的设计方法,使其能够实现系统性能的最优化。 鲁棒控制与模型预测控制: 探讨如何在存在不确定性或扰动的情况下设计性能鲁棒的控制器。重点介绍H-infinity控制、μ-分析等鲁棒控制方法。同时,还将详细讲解模型预测控制(MPC)的原理,包括其在处理约束条件和多变量系统中的优势。 第三部分:先进控制策略与应用 本部分将进一步拓展自动控制的应用范围,介绍一些先进的控制策略及其在不同领域的实践。 自适应控制: 讲解当系统参数随时间变化时,如何设计能够自动调整控制器参数的自适应控制器,包括模型参考自适应控制(MRAC)和自调整控制(STR)等。 模糊逻辑控制与神经网络控制: 介绍基于模糊逻辑和神经网络的智能控制方法,分析它们在处理非线性、强耦合系统时的潜力,并探讨混合智能控制策略。 机器人控制与运动控制: 探讨自动控制在机器人学中的应用,如路径规划、轨迹跟踪以及动力学控制。还将涉及工业自动化中的运动控制,如伺服系统、步进电机控制等。 系统辨识: 阐述如何根据实验数据建立系统模型,介绍常用的系统辨识算法,如最小二乘法、最大似然法等,为控制器设计提供可靠的模型依据。 第四部分:工程实践与仿真 本部分将理论与实践相结合,指导读者如何将所学知识应用于实际工程问题,并利用仿真工具进行验证。 控制器实现与硬件集成: 讨论控制器在数字信号处理器(DSP)、微控制器(MCU)等硬件平台上的实现细节,以及与传感器、执行器的接口问题。 仿真工具的使用: 详细介绍MATLAB/Simulink等主流仿真软件在自动控制系统建模、仿真与分析中的应用,通过丰富的案例演示,帮助读者熟练掌握仿真技能。 实际案例分析: 选取航空航天、过程控制、电力系统、汽车工程等领域的典型自动控制工程案例,深入剖析其控制系统的设计思路、实现过程和性能评估,使读者能够触类旁通,举一反三。 本书特点: 内容系统全面: 覆盖了自动控制领域从基础理论到前沿技术的完整体系。 理论深度与广度兼备: 既有扎实的理论推导,又不乏对各种控制方法的深入剖析。 强调工程实践: 注重将理论知识应用于解决实际工程问题,并结合仿真工具进行验证。 循序渐进的教学设计: 难度设计合理,适合不同层次的读者。 本书的读者对象包括但不限于大学本科生、研究生、从事自动控制、机器人、人工智能、仪器仪表、航空航天、工业自动化等相关领域的研究人员和工程师。通过对本书的学习,读者将能够建立起扎实的自动控制理论基础,掌握先进的控制设计方法,并具备将所学知识应用于解决实际工程问题的能力。

作者简介

目录信息

1,自动控制的一般概念
2,控制系统的数学模型
3,控制系统的时域分析法
4,根轨迹分析法
5,控制系统的频域分析法
6,线性系统的校正
7,采样控制系统
8,非线性系统分析
9,线性系统理论
10?咝远ǔO低车淖酆稀刺蠢∮胱刺鄄馄?
附录
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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对我而言,《自动控制原理学习指导与题解》更像是一位循循善诱的良师。我过去在学习过程中,常常会遇到一些概念上的瓶颈,比如系统辨识和状态空间分析,这些部分对我来说一直是一个难点。这本书的出现,极大地改善了我的学习体验。它在讲解状态空间模型时,并没有直接给出复杂的矩阵运算,而是先从更直观的物理意义入手,解释了状态变量是如何描述一个系统的内部状态的,以及如何通过输入来改变这些状态。这种由易到难、层层递进的讲解方式,让我能够逐步建立起对状态空间方法的理解。书中的题解部分,更是让我惊叹。我通常会选择一些相对复杂的题目来挑战自己,而书中的解析,不仅给出了详细的计算过程,还深入分析了每一步的理论依据,以及结果的物理含义。例如,在计算系统的能控性和能观性时,书中会清晰地解释这些概念的意义,以及它们在系统设计中的重要性,并且提供了多种计算方法和验证方式。这让我不仅学会了如何计算,更重要的是理解了为什么需要进行这些计算。这本书的价值在于,它不仅能够帮助我解决眼前的学习难题,更重要的是,它培养了我一种系统性的思维方式,让我能够从更宏观的层面去理解和分析自动控制问题。这种能力,在我的未来学习和工作中都将是极其宝贵的财富。

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在我看来,一本好的学习指导书,不仅仅是提供答案,更重要的是能够引导学习者建立起正确的解题思路和思维方式。《自动控制原理学习指导与题解》这本书,在这方面表现得淋漓尽致。我之前在学习时,常常会遇到一些“卡壳”的情况,明明知道需要用到某个定理或方法,但在具体应用时却总是出错,或者遗漏关键步骤。这本书的题解部分,非常善于剖析这些“卡壳”点。它不仅仅是给出解题过程,更重要的是,它会提前预警一些常见的错误,并且在解题过程中,详细地解释每一步的原理和依据。例如,在进行拉氏变换和反变换时,书中会详细说明如何选择合适的积分区域,或者如何处理重根和虚根的情况。这种细致的讲解,让我能够避免很多不必要的错误。我特别喜欢书中的一些综合性题目,它们往往需要结合多种分析方法,例如先进行系统辨识,然后根据辨识出的模型进行稳定性分析,最后设计控制器。在解决这些题目时,书中的解析,提供了一个清晰的思路框架,并且一步步地引导我完成整个过程。它让我看到,解决一个复杂的问题,其实是将它分解成一系列更小的、更容易解决的子问题,然后逐步攻克。这种“分解-解决”的思维方式,对于我今后的学习和工作都将是宝贵的财富。这本书的价值,在于它不仅仅提供了知识,更重要的是,它教会了我如何学习,如何思考,以及如何解决问题。

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我一直认为,自动控制原理的学习,最关键的是要能够将抽象的数学模型与实际的物理过程联系起来。《自动控制原理学习指导与题解》这本书,在这方面做得非常出色。我过去在学习过程中,常常会觉得那些方框图和传递函数很“虚”,不知道它们到底代表着什么实际的物理意义。这本书的讲解,从最基础的系统建模开始,详细地介绍了如何将一个实际的物理系统,例如一个二阶振荡系统或者一个电机驱动系统,转化为一个数学模型。并且,在讲解传递函数的时候,作者会非常细致地解释,为什么系统可以被表示成传递函数的 A/B 形式,以及 A 和 B 分别代表着什么。我尤其赞赏书中的题解部分,它不仅仅是提供了一个计算过程,更重要的是,它在每次计算之后,都会对结果进行一个物理意义上的解释。例如,当计算出系统的极点位于复平面的某个位置时,书中会解释这个极点的位置对于系统的响应特性(例如响应速度、振荡情况)意味着什么。这种“可视化”的解释,让我能够更好地理解那些抽象的数学概念。我记得有一道题目,是关于如何设计一个补偿器来改善系统的动态性能。书中的解析,不仅仅给出了补偿器的具体形式,更重要的是,它解释了为什么选择这种形式的补偿器,以及它的补偿机理是什么。这让我能够理解,补偿器的设计并不是随机的,而是基于对系统特性和性能要求的深刻理解。这本书的价值,在于它不仅能够教会我如何做题,更重要的是,它能够让我理解“为什么”这样做,从而培养我成为一个真正理解自动控制原理的工程师。

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作为一名在自动控制领域摸索的后来者,《自动控制控制原理学习指导与题解》这本书,对我来说,更像是一个“私人教练”。我一直觉得自动控制的理论知识点繁多且相互关联,有时候即使理解了单个知识点,也难以将其融会贯通,形成一个完整的知识体系。这本书的结构安排,以及题解的深度,恰好弥补了这一不足。它在讲解每个知识点时,都会与其在整个理论体系中的位置进行关联,并且通过配套的练习题,来巩固和深化这些关联。我尤其欣赏书中对一些高级概念的讲解,例如李雅普诺夫稳定性分析。作者并没有简单地给出李雅普诺夫第二方法的数学公式,而是先从能量守恒的角度,解释了为什么可以通过寻找一个“能量函数”来判断系统的稳定性。这种直观的物理意义解释,让我能够更容易地理解那些抽象的数学理论。而书中的题解部分,更是让我看到了“学以致用”的实际效果。我常常会选择一些具有挑战性的题目来练习,例如需要设计一个具有特定性能指标的控制器,或者需要对一个复杂系统进行稳定性分析。在解决这些题目时,书中的解析,不仅提供了详细的计算步骤,更重要的是,它会分析每一步的逻辑和目的,以及最终结果的实际意义。这让我能够看到,理论知识是如何被应用于解决实际工程问题中的。这本书的价值,在于它不仅仅是一个学习工具,更重要的是,它能够帮助我建立起一个完整的、融会贯通的自动控制知识体系,并且培养我解决实际问题的能力。

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作为一名已经接触自动控制领域一段时间的学生,我一直在寻找一本能够深化理解、拓展视野的书籍,而《自动控制原理学习指导与题解》恰好满足了我的需求。这本书的结构安排非常有条理,它不仅仅是简单地复述教材内容,而是对核心概念进行了更深层次的挖掘和阐释。我尤其欣赏它在讲解稳定性判据时,不仅给出了Routh判据、Nyquist判据等多种方法,还详细分析了每种方法的适用条件、优缺点以及在不同情况下的应用策略。这种对比分析,让我对这些概念有了更全面、更深入的认识。此外,书中对于传递函数、系统建模、时域分析和频域分析等关键部分的讲解,都非常到位。作者似乎非常善于抓住问题的本质,用精炼的语言概括复杂的原理,然后通过一系列精心设计的例题来加以验证和巩固。这些例题的难度适中,既能检验我是否掌握了基本概念,又能引导我思考更复杂的情况。最让我印象深刻的是,书中对根轨迹法的讲解,作者详细地剖析了如何绘制根轨迹,以及根轨迹与系统稳定性和动态性能之间的关系。通过书中的步骤解析,我能够清晰地理解每一步操作的依据,以及最终根轨迹图所蕴含的信息。这对于我理解系统的参数变化对性能的影响起到了至关重要的作用。过去,我在分析根轨迹时常常会遇到困难,不知道如何处理那些复杂的函数,但这本书的题解部分,让我能够一步一步地拆解问题,最终得出正确的结论。这本书给我带来的最大收获,是让我能够更自信地去分析和设计自动控制系统,不再仅仅是死记硬背公式,而是真正理解了背后的逻辑和思想。

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说实话,我在学习自动控制原理时,曾经感到非常吃力。《自动控制原理学习指导与题解》这本书的出现,可以说是我学习过程中的一个重要转折点。我一直觉得自动控制的理论知识体系庞大且抽象,尤其是那些关于系统稳定性、暂态响应和稳态误差的分析,常常让我感到困惑。但是,这本书的讲解方式非常独特。它没有一开始就抛出复杂的数学推导,而是从最基本的概念入手,用非常形象的比喻来解释,例如将一个系统比作一个“黑盒子”,然后通过输入和输出来推测其内部结构和特性。这种“由表及里”的讲解方式,极大地降低了我的学习门槛。在涉及到传递函数和方框图的化简时,书中提供了非常系统和详细的步骤,并且每一步都附带了清晰的解释,说明为什么这样做,以及这样做会带来什么效果。这让我不再是盲目地套用公式,而是真正理解了化简的意义和过程。我特别喜欢书中的“题解”部分,它不仅仅是给出答案,更重要的是分析了出题人的意图,以及常见的解题误区。例如,在计算系统的闭环传递函数时,作者会提醒读者注意符号的正确性,或者在进行拉氏变换时,要特别留意初始条件的处理。这些细节的提醒,往往是在实际考试或者工程应用中容易被忽略但又至关重要的环节。通过反复研读和练习这些题目,我逐渐培养了一种严谨的数学思维和细致的工程习惯。这本书的价值在于,它帮助我建立了一个扎实的知识基础,并且让我能够更自信地去面对和解决自动控制领域的各种挑战。

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我一直对如何让机械或电子系统“自主”运行充满兴趣,而《自动控制原理学习指导与题解》这本书,则为我打开了通往自动控制世界的大门。在接触这本书之前,我脑海中的自动控制系统,大多是科幻电影里的场景,充满了神秘感。这本书的优点在于,它将那些看似高深的理论,转化为了能够被理解和掌握的知识。我尤其喜欢它在介绍根轨迹法时的讲解方式。它不仅仅是给出了绘制根轨迹的规则,而是深入分析了根轨迹的几何意义,解释了参数变化时,系统的极点如何在复平面上移动,以及这种移动对系统稳定性和响应速度的影响。书中的题解部分,更是让我受益匪浅。我常常会遇到一些需要自己绘制根轨迹的题目,而书中的解析,提供了非常详细的绘制步骤,并且解释了每一步的原理。例如,如何确定根轨迹的起点和终点,如何计算渐近线的斜率和中心,以及如何找到根轨迹与虚轴的交点来判断系统的稳定性边界。这些详细的解析,让我能够举一反三,掌握绘制根轨迹的通用方法。此外,书中关于稳定性判据的讲解,也让我印象深刻。它不仅仅介绍了Routh判据、Nyquist判据等方法,还对比了它们的优缺点,以及在不同类型的系统和不同分析目的下的适用性。这种对比分析,让我能够根据实际情况选择最合适的稳定性分析方法。这本书的价值,不仅仅在于教会我如何解决具体的习题,更重要的是,它让我理解了自动控制系统设计背后的深层逻辑和思想。

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在我看来,《自动控制原理学习指导与题解》这本书最大的亮点在于其“指导”二字,它不仅仅是一本题解,更是帮助我理清思路、深化理解的“拐杖”。我之前在学习时,常常会遇到一个问题:明明理解了教材里的每个公式和定理,但在做题时却无从下手,或者思路总是跑偏。这本书的题解部分,非常巧妙地解决了这个问题。它不仅仅给出了最终的答案,更重要的是,它剖析了整个解题过程,包括如何从题目中提取关键信息,如何选择合适的分析方法,以及在每一步计算中需要注意的细节。例如,在分析系统的频率响应时,书中会详细讲解如何从传递函数推导出幅频特性和相频特性,以及如何根据这些特性来判断系统的稳定性和动态性能。作者会一步步地引导读者思考,例如,当系统的某个参数发生变化时,频率响应曲线会如何变化,这对系统的性能有什么影响。这种“反思式”的解析,让我能够主动地去思考问题,而不是被动地接受答案。我特别喜欢书中有一些关于设计环节的题目,它们要求根据给定的性能指标来设计控制器,例如要求系统的超调量小于多少,或者稳态误差小于多少。在解决这些题目时,书中提供的解析,不仅仅是给出了一个设计方案,更重要的是解释了设计思路和参数选择的依据。这让我能够理解,看似复杂的控制系统设计,其实是有章可循的,并且可以通过对系统特性的深入分析来完成。这本书的价值,在于它教会了我如何将理论知识转化为实际的应用能力,并且让我能够在解决问题的过程中,不断地学习和进步。

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我是一名工程技术人员,由于工作需要,我必须掌握自动控制的相关知识,而《自动控制原理学习指导与题解》是我最近阅读的一本非常有价值的书籍。这本书的实用性是我选择它的主要原因。它不仅仅停留在理论层面,而是紧密结合了实际工程中的应用。在讲解PID控制器时,作者并没有仅仅给出PID的数学表达式,而是详细阐述了P、I、D三个参数分别对系统响应的影响,以及如何根据实际系统的特性来整定这些参数,以达到最优的控制效果。书中还列举了在机械臂控制、电机调速等实际场景中应用PID控制的案例,这让我能够直观地理解理论知识如何转化为实际的工程解决方案。更重要的是,这本书的题解部分,不仅仅是给出了计算过程,还包含了对解题思路的分析,甚至对可能出现的错误方向进行了提示。这对于我这样需要在短时间内高效学习专业知识的人来说,节省了大量的时间和精力。我尤其赞赏书中的一些高级题目,它们往往涉及到多个控制环节的串联或并联,或者需要综合运用多种分析方法。在解决这些题目时,我能够清晰地看到作者是如何将分散的知识点串联起来,形成一个完整的解决方案。这种启发式的解题方式,培养了我独立分析和解决复杂问题的能力。过去,我可能只是会做一些基础的题目,但这本书让我能够挑战更复杂的工程问题,并且能够提供更加专业和完善的解决方案。这本书的价值在于,它不仅传授了知识,更重要的是传授了解决问题的思维方式和工程实践能力。

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这本《自动控制原理学习指导与题解》对我这个刚踏入自动控制领域的新手来说,简直就是一盏指路明灯。我一直对这个学科充满好奇,但又觉得它抽象难懂,尤其是那些密密麻麻的公式和定理,常常让我望而却步。拿到这本书后,我第一感觉是它比我之前看过的任何一本教材都来得亲切。首先,它的排版清晰,章节划分逻辑性很强,让我能够循序渐进地学习。每一章节都配有详细的讲解,作者并没有简单地罗列公式,而是深入浅出地解释了每个概念的物理意义和背后的原理,这对于我理解那些抽象的数学模型至关重要。我特别喜欢它在讲解过程中穿插的实例,比如如何用反馈控制来稳定飞行器的姿态,或者如何设计一个温控系统来保持室内恒温。这些生动的例子让我不再觉得自动控制是遥不可及的理论,而是与我们的生活息息相关的技术。更重要的是,书中的“题解”部分,简直是我的救星。每次学完一个章节,我都会尝试去做配套的练习题,而书中的详细解答让我能够清晰地看到解题思路和关键步骤。有时候,即使我做对了,也会对照解析来检查自己的思考过程是否最优,或者是否有更简洁的方法。这种“学以致用”的学习模式,极大地提升了我解决实际问题的能力,也让我对自己的学习成果有了更直观的把握。坦白说,在遇到这本书之前,我常常因为做错题而感到沮丧,甚至开始怀疑自己的学习能力。但这本书的题解部分,不仅教会我如何做题,更教会我如何去思考,如何从错误中学习,这比单纯的答案本身更有价值。我强烈推荐这本书给所有正在学习自动控制原理的同学,它会让你觉得学习不再是一件枯燥乏味的事情,而是一个充满发现和进步的旅程。

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