自动控制理论.第二版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:296

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出版时间:1993-3

价格:17.50元

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isbn号码:9787801254900

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• 自动控制
• 控制理论
• 系统分析
• 反馈控制
• 现代控制
• 数学模型
• 线性系统
• 状态空间
• 最优控制
• 自适应控制

《动态系统分析与设计》 本书概述： 《动态系统分析与设计》是一本专注于系统动力学建模、分析与控制理论基础的学术专著。本书旨在为读者提供一个深入理解和掌握各类动态系统行为的理论框架和实践工具，涵盖了从基础概念到复杂系统分析的广泛内容。我们聚焦于如何精确地描述、预测和影响物理、工程、经济及生物等领域中普遍存在的动态过程，并在此基础上提出有效的控制策略。 核心内容： 本书的撰写以清晰的逻辑和严谨的数学推导为基础，层层深入地剖析动态系统的本质。 第一部分：动态系统建模 系统描述的数学语言： 本部分首先介绍描述动态系统的基本数学工具，包括微分方程、差分方程以及状态空间表示法。我们将详细阐述如何将实际系统转化为抽象的数学模型，这是后续分析与设计的前提。 线性定常系统： 重点探讨线性时不变（LTI）系统的建模方法。这包括了系统矩阵、输入矩阵、输出矩阵和直接传输矩阵的构建，以及其在时域和频域中的基本性质。 非线性系统建模： 针对现实世界中大量存在的非线性现象，本书引入了描述非线性系统行为的数学工具，如非线性微分方程组。我们将讨论平衡点分析、李雅普诺夫稳定性理论的初步概念，以及如何利用线性化方法近似分析非线性系统。 传递函数与系统框图： 介绍使用拉普拉斯变换和Z变换构建系统的传递函数，以及如何通过系统框图直观地表示复杂系统的组成和相互作用，为分析系统的整体响应提供便利。 第二部分：动态系统分析 稳定性分析： 稳定性是动态系统分析的核心。本书将深入探讨各种稳定性判据，包括代数稳定性判据（如劳斯-霍尔维茨判据）、根轨迹分析以及频域稳定性判据（如奈奎斯特判据）。我们将详细讲解如何通过分析系统参数的变化来预测其稳定性的改变。 系统响应分析： 分析系统在不同输入信号（如阶跃响应、脉冲响应、正弦响应）作用下的行为表现。本书将详细阐述瞬态响应和稳态响应的特性，以及影响这些特性的系统参数，如时间常数、阻尼比、固有频率等。 频率响应分析： 借助傅里叶变换，本书深入研究系统的频率响应特性，包括幅频特性和相频特性。这将帮助读者理解系统如何对不同频率的信号进行放大或衰减，以及引入相位延迟。 裕度分析： 引入增益裕度和相裕度的概念，用于量化系统相对于不稳定边界的“安全距离”，为系统设计和鲁棒性评估提供重要依据。 第三部分：动态系统设计与控制 控制器设计基础： 本部分将介绍设计控制器以改善系统性能的基本原理。我们将从PID（比例-积分-微分）控制器入手，深入剖析其各项参数的物理意义和对系统性能的影响，并提供具体的整定方法。 反馈控制策略： 详细介绍反馈控制的基本原理和优势，包括如何利用系统的输出信息来调整输入，以达到预期的控制目标，如提高精度、改善响应速度和增强鲁棒性。 状态反馈与观测器设计： 对于状态空间模型，我们将介绍状态反馈控制器的设计方法，包括极点配置技术。此外，还将探讨状态观测器的设计，用于估计不可测量的系统状态，从而实现更精确的控制。 系统性能指标： 定义并讨论了评估系统性能的关键指标，如超调量、调节时间、稳态误差、带宽等，并指导读者如何根据实际需求选择合适的控制器和设计策略来优化这些指标。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 在严谨的数学推导基础上，本书穿插了大量实际工程案例的分析，帮助读者将理论知识应用于解决实际问题。 由浅入深，循序渐进： 内容组织合理，从基础概念讲起，逐步深入到复杂理论，适合不同层次的读者学习。 注重理解与应用： 强调对核心概念的深入理解，而非死记硬背公式，鼓励读者主动思考和探索。 丰富的例题与习题： 配备了大量的例题，详细展示解题过程；并提供丰富的习题，供读者巩固和提高。 读者对象： 本书适合于自动化、电气工程、机械工程、航空航天工程、生物医学工程、经济学等领域的本科生、研究生以及相关领域的工程技术人员和研究人员。对于希望系统学习和掌握动态系统分析与控制理论的读者而言，本书将是理想的学习资源。 通过阅读本书，您将能够： 熟练掌握描述和分析各类动态系统的数学工具。 深入理解系统的稳定性、响应特性和频率特性。 设计和实现有效的控制器，以改善系统的性能。 培养解决复杂工程问题的分析和设计能力。 《动态系统分析与设计》将为您打开理解和驾驭动态世界的大门。

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这本书的语言风格是那种非常严谨但又不失亲和力的学术范儿，作者在阐述每一个基本概念时，都力求做到滴水不漏，逻辑链条衔接得极其自然流畅。我特别喜欢它对历史背景和理论发展脉络的梳理，它不仅仅是罗列公式，而是清晰地交代了为什么需要这样的理论，以及它解决了当时工程实践中的哪些关键痛点。阅读过程中，我感觉自己像是在跟随一位经验丰富的老教授在进行一对一的深入交流，他会预判读者可能在哪里产生疑惑，并提前给出详尽的解释和类比。例如，在讲解传递函数和状态空间描述的转换时，作者并没有直接跳到复杂的矩阵运算，而是先用直观的物理意义进行铺垫，再逐步引入数学工具，这种循序渐进的教学方法，让那些原本令人生畏的抽象概念变得触手可及。这种对知识传授过程的细腻把控，体现了作者深厚的教学功底和对读者群体的深刻理解，使得学习过程不再是枯燥的啃书，而是一种充满发现的探索之旅。

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这本书的内容组织结构，可以说是同类书籍中的典范。它采取了一种非常合理的分层递进结构，从最基础的线性时不变系统分析入手，稳步过渡到更复杂的非线性系统和现代控制理论的基石。每一章的开头都有明确的学习目标概述，结尾则提供了高质量的习题和进一步阅读的建议，形成了一个完整的学习闭环。尤其值得称赞的是，书中对不同控制策略的比较分析做得非常到位，比如经典控制方法与现代控制方法的优缺点对比，以及它们在具体应用场景下的适用性分析，这对于我们这些需要在实际工程中做出技术选型的人来说，提供了极具价值的参考框架。作者没有将不同理论割裂开来，而是巧妙地将它们编织成一张相互关联的知识网络，让你清楚地看到控制理论这门学科是如何一步步发展和完善的，这种宏观的视角，极大地提升了对学科全貌的把握能力。

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这本书的学术深度和广度令人折服，它在保持对基础理论深入挖掘的同时，也兼顾到了控制理论的前沿动态。比如，它对鲁棒控制、最优控制、自适应控制等现代控制领域的关键概念进行了清晰且准确的介绍，虽然篇幅有限，但足以勾勒出这些高级理论的基本框架和核心思想。作者在介绍这些前沿内容时，并没有采用过于晦涩的数学语言来吓退读者，而是侧重于阐述其背后的物理意义和设计哲学，这使得即便是对这些领域接触不多的读者，也能从中获得启发。对于希望将控制理论应用于更复杂、更不确定的现代工程系统（如航空航天、精密制造）的研究人员或工程师而言，这本书提供的坚实理论基础和前瞻性的视野，无疑是宝贵的财富，它为后续更专业、更深入的学习指明了清晰的方向，确保读者在打下扎实地基的同时，也能看到高楼的宏伟蓝图。

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从实际应用的角度来看，这本书的案例分析部分是其最大的亮点之一。它选取的实例非常贴近工业现实，绝非那种为举例而举例的空泛描述。书中对那些经典的控制问题，比如电机调速、过程控制的PID整定等，都进行了详尽的建模和仿真分析，清晰地展示了理论如何从纸面走向机器。令我印象深刻的是，它在讨论鲁棒性和最优控制时，不仅展示了理论推导，还深入探讨了在模型不确定性或外部扰动存在时，不同控制器的实际表现差异，这为我们设计“靠谱”的控制系统提供了重要的实践指导。此外，书中附带的仿真代码片段和数据处理流程，虽然篇幅不长，但关键性十足，为读者快速搭建自己的验证环境提供了极大的便利，体现了作者强烈的工程实践导向，让这本书不仅仅停留在理论层面，更是一本实用的工程手册。

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这本书的装帧设计给我留下了非常深刻的印象，那种略带磨砂质感的封面，拿在手里沉甸甸的，让人感觉内容一定非常扎实。内页的纸张质量也上乘，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到明显的疲劳。我尤其欣赏的是书中排版的精妙之处，那些复杂的数学公式和图表，被清晰、有条理地呈现在页面上，每一个符号的大小和间距都经过了精心的考量，使得即便是初学者也能比较顺畅地跟随作者的思路。书中的插图部分做得非常出色，很多抽象的理论概念，通过这些直观的示意图得到了极好的可视化，比如系统结构图、信号流图的绘制，都清晰明了，极大地降低了理解的门槛。而且，这本书在细节处理上也很到位，页边距留得恰到好处，方便读者在阅读时进行批注和标记重点，这对于我这种习惯于在书上留下思考痕迹的读者来说，无疑是一个加分项。整体来看，这本书的物理呈现，已经超越了一本普通教材的水准，更像是一件精心制作的工艺品，让人爱不释手，也更有动力去深入钻研其中的内容。

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