具体描述
本教材主要介绍反馈控制系统的经典理论和计算机辅助分析设计方法。全书内容包括：自动控制系统的基本概念、线性系统的数学模型、控制系统的时域分析、根轨迹法、频率特性法、控制系统的校正、非线性系统分析、采样控制系统、现代控制理论概述。本教材是一套立体化教材，其中免费电子资源包括PDF格式的教材、PPT多媒体课件、MATLAB实例程序和xoBox自控系统仿真分析软件等。
本书为高等学校自动化专业的教材，也可作为电气工程及其自动化、检测技术与自动化、电子工程及其自动化、机电一体化等专业的自动控制原理教学用书。还可供从事自动控制系统分析与设计的工程技术人员参考。
《机械运动的奥秘：从宏观到微观的探索》 概述 《机械运动的奥秘：从宏观到微观的探索》是一本深入剖析物体运动规律的百科全书式著作。它并非一本枯燥的理论教材，而是一场穿越时空，探索物质世界运行机制的奇妙旅程。本书将带领读者走出书斋，走进生活，观察自然，理解那些驱动着宇宙万物运转的根本原理。从脚踏实地的行走，到浩瀚星系的运转，从精巧的钟表机械，到生命的细胞律动，本书旨在揭示机械运动背后蕴含的普适性法则，并以通俗易懂、生动形象的方式呈现给每一位好奇的读者。 内容详解 第一部分：宏观世界的律动——看得见的运动规律 本部分将从我们最熟悉的宏观世界出发，逐步揭示机械运动的基本规律。 第一章：静止与运动的相对论 惯性的力量： 探讨牛顿第一定律，理解物体为何会保持静止或匀速直线运动的状态，除非受到外力作用。通过生活中的例子，如汽车突然刹车时人的前倾，飞机起飞时的惯性，解释惯性在日常现象中的体现。 运动的定义与参照系： 详细阐述运动的相对性，引入参照系的概念。解释为何同一个物体在不同的参照系下可能呈现出不同的运动状态，例如站在地面上的人看行驶的汽车是运动的，而坐在汽车里的人看地面是运动的。 速度的测量与描述： 引入平均速度和瞬时速度的概念，学习如何定量描述运动的快慢。介绍常用的速度单位及其测量工具，如速度计。 第二章：力与运动的交响曲 牛顿第二定律： 深入剖析力、质量和加速度之间的定量关系（F=ma）。通过大量生动的实例，如推箱子、踢足球、火箭发射，展示力的作用如何改变物体的运动状态，以及质量对运动的影响。 力的种类与特性： 详细介绍各种常见的力，包括重力、弹力、摩擦力、支持力等，并分析它们产生的条件、方向和大小。例如，分析登山者克服重力向上攀爬的受力情况，介绍不同材料和表面摩擦系数对运动的影响。 力的合成与分解： 学习如何运用矢量的方法，分析同时作用在物体上的多个力的合力与分力，理解力的叠加原理。通过船只在水中的航行、风筝的飞行等例子，说明力的分解与合成在实际应用中的意义。 第三章：相互作用的法则 牛顿第三定律： 揭示作用力与反作用力的关系，理解任何力的产生都伴随着一个大小相等、方向相反的反作用力。从拍打桌面，到火箭喷气向前，再到行走时地面给予的支撑力，都将通过第三定律进行解释。 动量守恒： 介绍动量及其守恒定律，解释在没有外力作用的情况下，系统的总动量保持不变。通过碰撞实验，如台球碰撞、车辆碰撞，以及原子核衰变等微观过程，展示动量守恒的普遍性。 能量的转化与守恒： 深入探讨功、能、功率等概念，并重点阐述机械能守恒定律。分析各种能量形式（动能、势能）之间的相互转化，例如单摆的运动、过山车在轨道上的运行，以及水力发电的过程。 第四章：周期性与规律性——圆周运动与振动 向心力与离心力： 详细讲解物体做圆周运动的充要条件——向心力。分析月球绕地球公转、汽车转弯、洗衣机甩干衣服等现象中的向心力来源。讨论离心现象及其在日常生活中的应用，如离心分离机。 简谐运动： 介绍最基本也是最重要的振动形式——简谐运动。以弹簧振子、单摆为例，分析其运动规律、周期和振幅。探讨简谐运动在各种自然现象中的表现，如声波、光波的传播。 阻尼振动与受迫振动： 介绍阻尼振动（能量逐渐衰减的振动）和受迫振动（在外力周期性作用下发生的振动）。分析收音机调谐、地震波的传播等现象，引入共振的概念及其潜在的危险与好处。 第二部分：微观世界的奥秘——看不见的运动之源 本部分将视角转向微观世界，揭示构成物质基础的粒子及其运动规律，为宏观运动提供更深层的解释。 第五章：原子与分子的舞蹈 物质的构成： 回顾原子、分子等基本概念，简述物质由微观粒子构成的事实。 分子动理论： 介绍分子动理论，解释宏观物质的热现象（如扩散、布朗运动）是由微观粒子的无规则运动引起的。通过观察悬浮在液体中的微粒的随机运动，生动展示分子动理论的直观证据。 气体的运动状态： 探讨气体分子的运动特性，介绍理想气体的状态方程，分析温度、压强、体积之间的关系。 第六章：电荷的律动——电场与磁场的交织 电荷的相互作用： 介绍静电力的基本规律，库仑定律。分析电荷间的吸引与排斥现象。 电场与磁场： 讲解电场和磁场的形成、性质及其相互联系。以指南针的指向、电动机的工作原理为例，说明磁场对运动电荷的作用。 电磁波的传播： 介绍电磁波的产生与传播，以及它们在日常生活中的应用，如无线通信、光。 第七章：量子世界的奇遇（入门级） 微观粒子的不确定性： 简单介绍量子力学的一些基本思想，如粒子具有波粒二象性，以及海森堡不确定性原理。强调在微观尺度下，描述运动的方式与宏观世界存在根本差异。 能量的量子化： 简述能量在微观世界中的量子化概念，例如原子能级的离散性。 对经典力学的补充： 解释为何在微观尺度下，经典力学的模型不再适用，以及量子力学如何填补了这一空白。 第三部分：运动的哲学与未来 本部分将升华主题，探讨机械运动的哲学意义，以及其在科技发展中的地位和未来展望。 第八章：和谐与混沌 秩序与无序： 探讨机械运动中的秩序与无序现象，如规律的周期性运动与看似随机的混沌运动。 复杂系统中的运动： 引入复杂系统的概念，讨论由大量相互作用的简单单元构成的系统，其整体运动呈现出的复杂性，如天气系统的演变，生物种群的动态。 第九章：人造物的精妙驱动 机械设计与工程： 结合前文的运动原理，分析各种人造机械的驱动方式，如齿轮传动、杠杆原理、液压与气压传动。 从蒸汽机到人工智能： 回顾人类历史上重要的机械驱动技术革新，展望未来智能驱动技术的发展趋势。 第十章：运动的边界与展望 相对论与运动： 简要介绍狭义相对论和广义相对论对运动概念的扩展，以及它们在宇宙学中的应用。 未来的探索： 展望人类对机械运动认知的未来，包括对宇宙更深层运动规律的探索，以及利用运动原理创造更先进技术的可能性。 本书特色 图文并茂，生动形象： 大量精美的插图、照片和漫画，将抽象的物理概念形象化，让读者轻松理解。 联系生活，深入浅出： 处处可见生活中的实例，让读者在熟悉的场景中发现运动的奥秘。 循序渐进，逻辑严谨： 从宏观到微观，从简单到复杂，层层递进，构建清晰的学习路径。 引发思考，激发兴趣： 不仅传授知识，更注重培养读者的科学思维和探索精神。 《机械运动的奥秘：从宏观到微观的探索》是一本适合所有年龄段、对世界充满好奇的读者的书籍。它将帮助你理解我们所处世界的运动之美，培养你观察和分析问题的能力，并为你打开探索科学奥秘的大门。
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