自動控製原理考研試題分析與解答技巧 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:北航大學

作者:張蘇英

出品人:

頁數:280

译者:

出版時間:2006-12

價格:23.00元

裝幀:

isbn號碼:9787810779432

叢書系列:

圖書標籤:

• 文學
• 啦啦啦啦啦
• 自動控製原理
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• 試題
• 解答
• 技巧
• 控製理論
• 電氣工程
• 自動化
• 復習
• 研究生入學考試
• 工程教育

跨越迷霧：係統工程與現代控製理論前沿探索 本書聚焦於復雜係統動力學行為的分析與設計，深度剖析瞭控製理論從經典走嚮現代，再邁嚮智能化的關鍵技術脈絡。它並非針對特定考試科目的復習指南，而是為有誌於深入研究係統科學、精密控製、機器人學、航空航天或先進製造領域的工程師、研究人員及高年級學生提供的一份高質量學術參考資料。 本書旨在構建一個從基礎原理到尖端應用的完整知識圖譜，強調理論的嚴謹性與工程實踐的有效銜接。全書結構精煉，內容聚焦於那些推動現代工程係統性能飛躍的核心理論與方法。 第一部分：係統建模與時域分析的深化 本部分側重於如何精確、高效地描述物理係統的動態特性，並對這些模型進行深入的定性分析。 1. 現代係統描述的統一框架： 我們首先迴顧並拓展瞭描述綫性時不變（LTI）係統的狀態空間錶示法。重點不再是簡單的矩陣求導，而是深入探討高階係統的約減技術——例如模態分解和平衡實現，以應對大規模係統的計算挑戰。此外，引入卡爾曼分解（Kalman Decomposition）來區分係統的可控子空間和可觀測子空間，這為後續的控製器設計奠定瞭基礎，明確瞭哪些動態行為是可以被外部輸入影響或內部狀態觀測到的。 2. 係統的能動性與可觀測性（Controllability and Observability）： 這部分內容將傳統控製理論中的“可達性”提升到更具幾何意義的層麵。我們通過秩判據和幾何分析，闡述瞭在狀態空間下，如何通過嚮量子空間投影來判斷係統是否滿足“全能動性”或“全可觀測性”。特彆地，引入局部能動性/可觀測性的概念，分析在係統部分狀態被限製或乾擾時，控製設計應采取的策略。 3. 非綫性係統的定性分析： 經典控製理論的局限性在於其綫性假設。本書詳細介紹瞭非綫性係統的相平麵分析法，特彆是針對二階係統的極限環、焦點和鞍點的精確判定。更進一步，我們引入瞭李雅普諾夫穩定性理論（Lyapunov Stability Theory）的嚴格應用。這包括直接法（Constructing Lyapunov Functions）——強調如何通過能量函數或二次型函數來證明復雜非綫性係統的全局或局部穩定性，以及間接法（利用雅可比綫性化）的局限性分析。此外，本書探討瞭輸入到狀態穩定（ISS）的概念，這是現代魯棒控製的基礎。 --- 第二部分：現代控製設計與最優控製 現代控製理論的核心在於利用係統的全部狀態信息來實現最優性能。本部分聚焦於如何設計滿足特定性能指標的反饋控製器。 1. 極點配置與反饋的實現： 超越簡單的PID或根軌跡分析，本書詳述瞭極點配置（Pole Placement）技術在狀態反饋設計中的應用。重點討論瞭Ackermann公式在高維係統中的適用性及其數值穩定性問題。同時，引入瞭輸齣反饋設計，即在無法完全測量所有狀態時，如何通過輸齣信息來間接實現所需的係統動態響應。 2. 狀態觀測器的設計： 鑒於很多係統狀態無法直接測量，設計一個精確的狀態觀測器（State Observer）至關重要。本書深入比較瞭Luenberger觀測器和基於隨機過程的卡爾曼濾波（Kalman Filtering）。針對卡爾曼濾波，我們不僅解釋瞭其遞推公式，更強調瞭如何根據係統噪聲（過程噪聲協方差$Q$和測量噪聲協方差$R$）的設定來優化估計的精度和收斂速度，以及如何將其擴展到非綫性係統的擴展卡爾曼濾波（EKF）和無跡卡爾曼濾波（UKF）。 3. 綫性二次型調節器（LQR）理論： LQR是現代控製設計中的裏程碑。本書詳細推導瞭求解代數黎卡提方程（Algebraic Riccati Equation, ARE）的方法，並闡述瞭LQR控製器設計中的性能指標權重矩陣（$Q$和$R$）對控製律和係統響應的敏感性分析。這部分強調瞭如何根據工程需求（如快速響應、小控製作用）來權衡狀態懲罰與控製輸入懲罰。 --- 第三部分：魯棒性、魯棒控製與先進技術概覽 當代工程係統麵對不確定性、模型誤差和外部乾擾，對控製係統的魯棒性提齣瞭極高要求。 1. 係統不確定性的量化： 本書首先對模型不確定性進行瞭分類：參數不確定性（參數在一定範圍內變化）和未建模動態（高頻部分的忽略）。這為後續的魯棒控製設計提供瞭明確的數學基礎。 2. $mathcal{H}_2$ 與 $mathcal{H}_{infty}$ 控製理論： $mathcal{H}_2$ 控製被置於最優隨機控製的背景下，關注係統對白噪聲輸入的均方誤差最小化。隨後，本書重點轉嚮更具工程意義的$mathcal{H}_{infty}$ 控製。我們將係統轉換為復平麵上的傳遞函數矩陣，並詳細講解如何通過求解綫性矩陣不等式（LMI）來設計一個控製器，保證閉環係統對所有外部擾動（包括未建模動態）的增益限製在一個可接受的範圍內，從而確保係統的魯棒穩定性。 3. 智能控製方法的引入與展望： 為應對極端非綫性和高度耦閤的復雜係統，本書對前沿的智能控製範式進行瞭概要介紹。這包括： 模糊邏輯控製（Fuzzy Logic Control, FLC）：側重於如何將專傢的經驗知識轉化為可執行的控製規則集，以及模糊推理係統的結構設計。 神經網絡控製（Neural Network Control, NNC）：探討瞭如何利用自適應學習能力來估計未知動態（如自適應動態規劃的基本思想），實現對模型參數變化的補償。 模型預測控製（Model Predictive Control, MPC）的原理，強調其在多變量、約束條件下的優化求解能力，以及在綫滾動時域優化的核心流程。 總結： 本書不是一套解題技巧的匯編，而是對控製工程核心理論進行係統性、高階化闡述的專業讀物。它要求讀者具備紮實的綫性代數和微積分基礎，並以培養從係統物理本質齣發，選擇並設計現代控製策略的能力為最終目標。它旨在彌閤理論研究與尖端工程應用之間的知識鴻溝。

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我拿到這本書時，正值備考的瓶頸期，感覺自己投入瞭很多時間，但效果並不理想。這本書的齣現，為我指明瞭方嚮。它最打動我的是，作者在分析題目時，不僅僅是解答“怎麼做”，更重要的是解答“為什麼這麼做”。很多時候，教材上的公式推導往往隻是給齣瞭結果，而這本書則會追溯到源頭，解釋這些公式是如何得齣的，它們適用於什麼條件。特彆是對於一些需要綜閤運用多個知識點的題目，書中給齣的解題思路非常清晰，能夠幫助我理清解題的脈絡。我發現，很多以往覺得難以理解的定理和概念，通過書中對真題的解析，變得生動具體，也更容易記憶和掌握。這本書就像是一把鑰匙，打開瞭我理解自動控製原理的大門。

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這本書的結構設計非常閤理，我最欣賞的是它將知識點和題型緊密結閤的編排方式。它不是簡單地把真題堆砌在一起，而是先根據知識點將題目進行分類，然後再逐一進行深入分析。這樣一來，我就可以在學習完某個章節的知識點後，立刻看到與之相關的真題是如何考察的，並且可以通過解析來鞏固和加深理解。這種“學——練——析”的模式，讓我覺得復習過程非常連貫，也很有條理。特彆是對於像拉普拉斯變換、奈奎斯特圖、Bode圖這類我一直感到模糊的概念，通過書中對相關真題的詳細講解，我終於能夠理解它們在實際問題中的應用，以及它們與係統性能之間的關係。書中的一些補充說明和擴展知識，也為我提供瞭更廣闊的視野，讓我不再局限於書本的知識。

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從我個人的學習體驗來說，這本書最大的亮點在於其“分析”的深度。它沒有止步於給齣正確答案，而是花費大量篇幅去剖析每一個解題步驟背後的邏輯和原理。我尤其喜歡作者對一些經典題目的“多角度解析”，同一個問題，它可以從不同的角度去思考，提供不止一種解題方法，這讓我看到瞭自動控製原理的靈活和精妙之處。這本書讓我明白瞭，考試不僅僅是考察你是否能得齣正確答案，更是考察你對知識的理解深度和應用能力。它幫助我建立瞭一個完整的知識體係，不再是零散的知識點記憶。當我遇到難題時，我不再感到絕望，而是會主動去思考，嘗試運用書中學到的方法去攻剋。這本書對我來說，已經不僅僅是一本輔導書，更像是一位耐心的導師。

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這本書的齣版，簡直是我備考自動控製原理時的及時雨！作為一個非科班齣身的考生，我一直覺得這個科目概念多、公式雜，尤其是那些抽象的數學推導，光看教材常常看得雲裏霧裏。但這本書的齣現，徹底改變瞭我的學習方式。它不僅僅是簡單地羅列考研真題，更重要的是，它用一種極其清晰、循序漸進的方式，把那些曾經讓我頭疼的知識點一一剖析開來。作者在解釋每一個題型的時候，都會先點明這個題型考察的核心概念是什麼，然後給齣標準的解題思路，最後再詳細地講解具體步驟。我特彆喜歡其中對傳遞函數、狀態空間模型、根軌跡、頻率特性等關鍵章節的分析，那些圖文並茂的講解，簡直是把抽象的概念具象化瞭，讓我一下子就豁然開朗。而且，它還針對不同年份、不同高校的真題，總結齣瞭不同的齣題規律和側重點，這對於我這種信息量大、不知道從何下手復習的考生來說，簡直太寶貴瞭。我不再是茫然地刷題，而是能有針對性地去理解和掌握，效率真的提高瞭很多。

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我之前也翻閱過一些考研輔導資料，但很多都流於錶麵，給齣的解析過於簡略，根本無法解決我遇到的睏惑。這本書則完全不同，它提供瞭一種“深度解析”的學習體驗。我最看重的是它在解答中的“技巧”部分，這不僅僅是套用公式，而是真正地傳授瞭如何去思考問題、如何去組織答案。比如，在某些計算題中，它會提示你如何化簡，如何在保證準確性的前提下節省時間；在證明題中，它會教你如何邏輯嚴謹地組織論述，如何引用定理和性質。書中的例子非常豐富，涵蓋瞭各種題型和難度的題目，而且作者在講解時，會經常穿插一些“過來人”的經驗之談，比如“這個地方很容易齣錯，大傢要注意”、“這個結論常常被忽略，但很重要”之類的話，這種親切的提醒，讓我在做題時少走瞭很多彎路。我嘗試著按照書中的方法去解題，發現自己解題的思路變得越來越清晰，也越來越自信。

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