自动控制原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:西安电子科技大学出版社

作者:杨庚辰 编

出品人:

页数:226

译者:

出版时间:1994-5

价格:15.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787560603292

丛书系列:

图书标签:

• 自动控制
• 控制理论
• 控制系统
• 经典控制
• 现代控制
• MATLAB控制
• 自动化
• 电气工程
• 机械工程
• 系统工程

好的，这是一份为一本假设名为《动态系统建模与仿真》的图书撰写的详细简介，该书内容与《自动控制原理》无直接关联，旨在满足您的要求。 --- 图书简介：《动态系统建模与仿真》 领略复杂系统的内在脉络与未来可能 在当代工程、科学乃至社会经济活动中，我们所面对的现象往往不是孤立、静态的，而是不断演化、相互影响的复杂动态过程。从微观粒子的随机运动到宏观气候的变化，从精密机械的运行轨迹到金融市场的波动，理解“变化”本身，已成为驾驭现代技术和预测未来趋势的核心能力。《动态系统建模与仿真》正是一本致力于揭示这一复杂性、提供实用工具和深刻洞察的专著。 本书旨在超越对单一、线性系统的基础探讨，深入剖析如何有效地对非线性、高维、时变乃至随机性系统进行数学描述、计算模拟和行为预测。它为工程师、研究人员、高级学生提供了一套从理论构建到实践验证的完整方法论。 第一部分：动态系统认知与建模的基石 本部分奠定了理解复杂动态系统的基础视角和数学工具箱。我们首先明确了“动态系统”的内涵，区分了连续时间与离散时间系统，并讨论了系统识别在实践中的重要性。 1. 动态系统的哲学与范式转变： 探讨了从牛顿力学描述的确定性系统观向现代复杂性科学（如混沌、分岔理论）的过渡。强调了在工程实践中，精确建模往往是不可求的，重点在于捕捉系统的关键动态特征（即有效建模）。 2. 状态空间方法的深度挖掘： 详细阐述了状态空间表示法（State-Space Representation）在处理多输入多输出（MIMO）系统时的优越性。重点分析了系统的能控性（Controllability）与可观性（Observability）的几何意义及其在模型简化和实验设计中的应用。书中提供了大量关于如何从物理方程（如欧拉-拉格朗日方程、电路微分方程）直接推导标准状态空间模型的实例分析，特别关注了如何处理约束条件。 3. 非线性系统的拓扑分析： 引入相空间（Phase Space）分析的概念。系统地介绍了平衡点（Equilibrium Points）的稳定性分析，包括线性化方法（雅可比矩阵）的应用与局限性。更重要的是，本书深入探讨了非线性特性引入的复杂现象，如极限环（Limit Cycles）的产生与稳定性，以及如何利用李雅普诺夫函数（Lyapunov Functions）进行无源性（Passivity）和全局稳定性评估，避免了对复杂摄动分析的依赖。 第二部分：面向仿真的建模技术与离散化策略 理论模型需要转化为计算机可执行的语言。本部分专注于如何将抽象的数学描述转化为高效、准确的数值仿真模型，并处理实际数据中的不确定性。 4. 数据驱动与混合系统建模： 认识到并非所有系统都能通过第一性原理完美描述，本书系统介绍了系统辨识（System Identification）的流程。覆盖了从经典最小二乘法到现代子空间辨识（Subspace Identification）的算法细节。此外，针对机电、生物医学等领域常见的开关行为（如继电器、阀门），详细阐述了混合动力系统（Hybrid Dynamical Systems）的建模框架，包括状态事件（State Events）和时间事件的触发机制。 5. 数值积分与离散化精度控制： 深入比较了常微分方程（ODE）求解器的性能。详细剖析了显式与隐式欧拉法、龙格-库塔（Runge-Kutta）族方法，并重点讲解了隐式方法（如向后差分公式 BDF）在求解 stiff（刚性）系统的必要性及步长选择策略。书中包含专门章节讨论如何评估和控制仿真结果中的截断误差和舍入误差，确保仿真结果的可靠性。 6. 随机动态与蒙特卡洛模拟： 针对噪声和不确定性源，本书引入了随机微分方程（SDE）的概念。详细介绍了欧拉-马尔可夫方法和更精确的伊藤积分（Itō Calculus）在金融建模和传感器噪声处理中的应用。通过大量的蒙特卡洛模拟案例，展示了如何利用概率分布来量化系统性能的波动范围，而非仅仅提供单一的确定性预测。 第三部分：仿真环境、工具链与高级应用案例 本部分将理论与实践紧密结合，指导读者如何利用专业工具链进行高效的仿真实验，并展示了在关键工程领域中的实际应用范例。 7. 仿真环境与模型交换标准： 探讨了当前主流仿真软件（如基于MATLAB/Simulink、Modelica等环境）的设计哲学。重点介绍了模型交换格式（如FMI/FMU）在构建互操作性仿真平台中的作用，使不同学科、不同工具开发的模块能够无缝集成进行联合仿真。 8. 复杂系统的大规模集成仿真（Co-Simulation）： 针对航空航天、大型电网等需要耦合多物理域的场景，详细介绍了分布式仿真架构和时间同步技术。分析了如何平衡计算效率与模型精度，以及如何处理因不同求解器时间步长不匹配而导致的数值耦合问题。 9. 案例研究：从模型到决策： 生物反馈回路分析： 利用非线性模型研究药物在人体内的药代动力学（PK）过程，并探讨如何通过仿真来优化给药方案的动态调度。 能源系统的暂态稳定性评估： 构建包含发电机、输电线路和负荷的复杂电磁暂态模型，通过注入故障扰动进行仿真，评估系统快速恢复能力。 机器人运动规划的约束满足： 结合微分平坦性（Differential Flatness）理论，对复杂机械臂的轨迹规划进行高精度仿真验证，确保运动过程中关节速度、加速度等约束不被违反。 总结：超越预测的洞察力 《动态系统建模与仿真》不仅仅是一本关于“如何使用软件”的手册，它更是一部关于“如何思考变化”的思维导引。通过对数学工具的深入理解和对现代计算方法的掌握，读者将能够从容应对日益增长的系统复杂性，从“观察现象”跃升至“掌控趋势”，为工程设计、科学发现和政策制定提供坚实的动态支撑。本书适合于对系统科学、计算工程学、以及复杂物理过程模拟感兴趣的专业人士和研究生。

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**这本书的独特之处在于其对“工程直觉培养”的潜移默化影响，这种影响比任何公式推导都要深刻。** 它的语言风格非常“克制”，没有过分渲染控制系统带来的巨大变革，也没有使用过于激进的词汇来鼓吹某一种方法的优越性。作者始终保持着一种冷静的、客观的陈述口吻，仿佛一位经验丰富的老教授在娓娓道来。这种克制感，使得读者在学习过程中不会被过度的“技术热情”所裹挟，而是能够更专注于系统本身的物理属性和内在矛盾。例如，在讨论“超调”问题时，作者并未直接给出抑制超调的PID参数调整法则，而是通过一个关于弹簧阻尼系统的物理模型，解释了为什么会有超调，以及如何通过调整阻尼比来平衡响应速度和稳定性。这种基于物理本质的讲解，彻底改变了我过去将控制参数视为“黑箱调节旋钮”的错误认知。这本书教会我的，不是如何快速解题，而是如何深度地去“理解”系统在不同输入下的“性格”特征。它培养的是一种审慎的、注重系统平衡的工程哲学，这对于任何从事复杂系统设计的人来说，都是比记住一百个公式更有价值的财富。

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**这份印刷精美的册子，散发着一股浓厚的“上世纪八十年代工程美学”的味道。** 它的装帧朴实无华，排版是那种规整的、经典的教科书风格，几乎看不到任何现代设计中常见的花哨图表或者炫目的三维渲染图。这种复古感恰恰是其魅力所在——它专注于内容的纯粹性。全书的案例选择也极具时代特征，多与早期的航空姿态控制、简单的机械伺服系统相关，那些关于现代网络化控制、模糊逻辑或者智能优化算法的讨论，几乎是绝迹的。我尤其欣赏作者在描述经典控制理论如“根轨迹”时所采用的清晰逻辑链条，他没有被后来的各种衍生理论干扰，而是紧紧围绕着米哈伊洛夫判据和奈奎斯特稳定性判据这些核心工具进行阐述。阅读过程中，我仿佛能听到那个年代工程师们严谨的思维碰撞声。虽然没有炫酷的视觉辅助，但作者通过细致入微的文字描述，成功地在读者的脑海中构建了一个稳固的“时域”与“频域”的映射关系。它要求读者付出更多的专注力去想象那些抽象的数学过程，这本身也是一种对思维能力的锻炼。对于研究控制理论历史或者希望回溯经典设计方法的学者来说，这本小册子无疑是一份不可多得的“老式精酿”。

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**如果你是指望从这本读物里找到关于“矩阵分解”或“最优控制算法”的深度解析，那恐怕要大失所望了。** 这本书的取向显然是偏向于“概念普及”和“基础建模”的入门级读物，它的笔触轻盈，节奏感十足，更像是一篇面向跨专业读者的综述性文章，而非严谨的专业手册。我在阅读过程中，最大的感受就是它对“传递函数”和“频率响应”的介绍，都处理得极其精炼和概括，仿佛只是蜻蜓点水般带过。比如，当提到波德图时，作者只是简单地展示了几种典型的曲线形态，并没有深入探讨其背后的复变函数理论支撑，更别提如何用它来优化高阶系统的性能指标了。这种处理方式的优点是阅读体验流畅，不会被冗长的数学推导打断思路；但缺点也十分明显，那就是对于那些已经具备一定数学基础，希望深入挖掘理论根源的读者来说，会感到意犹未尽，甚至有点“浮于表面”的感觉。它更像是一本给你打开门，让你瞥见控制世界的广阔，但具体的“探险地图”和“专业工具”则需要你自己去寻找的向导手册。因此，如果你的目标是准备参加高级资格考试，或者需要进行复杂的仿真验证，这本书提供的知识深度可能略显不足，它更适合作为某个大型参考书目体系中的“第一层基础框架”来构建认知。

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**这本薄薄的册子，简直是工程学的“速效救心丸”啊！** 我一个彻头彻尾的门外汉，抱着试试看的心态翻开了它，原本以为里面充斥着那些让人望而生畏的希腊字母和复杂的微积分，结果大跌眼镜。作者的叙述方式简直是教科书级的范本，他没有一上来就用那些晦涩难懂的数学工具来压制读者，而是巧妙地从我们日常生活中最常见的现象入手——比如恒温器如何保持室温稳定，或者汽车的定速巡航是如何工作的。通过这些生动的例子，我竟然对“反馈”这个核心概念有了初步且扎实的理解。更让我惊喜的是，书里对系统稳定性的讨论，并没有陷入纯粹的理论推导，而是通过图示和类比，把一个抽象的概念变得触手可及。我记得有一章节专门讲了“暂态响应”，作者用了一个非常形象的比喻，把系统启动时的“犹豫”和最终的“稳定”过程比作一个人醒来后从迷糊到清醒的过渡，那种代入感，让原本枯燥的曲线图瞬间有了生命力。对于初学者来说，这本书的结构设计非常友好，它像一位耐心的向导，一步一步地引导你穿越看似复杂的控制领域，让人在不知不觉中就掌握了分析和设计基本控制系统的思维框架。我之前在其他教材上看到的那些公式，在这里都得到了清晰的“前因后果”解释，而不是孤立地摆在那里让人死记硬背。这本书的价值，在于它成功地架起了一座从直觉到科学的桥梁，让那些对工科心存敬畏的人，也敢于拿起工具箱，开始搭建自己的第一个“控制回路”模型。

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**坦白说，这本书在处理“数字控制”这个现代热点议题时，显得力不从心，甚至可以说是略显保守了。** 虽然开篇提到了一些离散化处理的基础，但很快，全书的重心就迅速回到了经典的连续时间系统分析框架中。采样定理、Z变换的引入非常简略，几乎只停留在了“如何从s域转换到z域”的层面，对于如何设计数字PID控制器，或者讨论有限字长效应对系统性能的实际影响，这本书的篇幅少得可怜，几乎可以忽略不计。这让我在尝试将书中学到的理论应用于我正在进行的一个嵌入式项目时，感受到了明显的断层。我不得不转向其他专注于微控制器应用的参考资料来填补这部分空白。这本书似乎是停在了上个世纪末的一个技术节点，它完美地阐释了“为什么”要控制，以及“如何”用模拟或连续模型去分析系统，但对于“如何用现代计算机实现和优化控制”的“怎样做”却缺乏足够的着墨。因此，对于那些寻求从理论到实践，特别是涉及到实时嵌入式系统开发的读者而言，这本书的指导价值非常有限，它更像是一份优秀的理论奠基石，而非直接的工程实践指南。

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