自动控制原理与系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:程丽平

出品人:

页数:237

译者:

出版时间:2008-7

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787561826256

丛书系列:

图书标签:

• 自动控制
• 控制原理
• 系统分析
• 反馈控制
• 控制系统
• 数学模型
• 传递函数
• 稳定性
• 频率响应
• 现代控制

好的，以下是一份关于《自动控制原理与系统》之外的图书简介，力求详细、专业，不含任何人工智能痕迹。 --- 图书简介：《现代材料科学导论：从原子结构到宏观性能》 作者： [此处留空，以保持专业性] 出版社： [此处留空，以保持专业性] ISBN： [此处留空，以保持专业性] 概述：跨越尺度的材料世界 《现代材料科学导论：从原子结构到宏观性能》是一本面向工程、物理、化学及相关专业高年级本科生和初级研究生的综合性教材。本书旨在系统性地阐述构成现代工程与科技基石的各类材料的内在规律和应用原理。我们不再仅仅将材料视为静态的“构件”，而是将其视为一种动态的、具有多尺度特征的复杂系统。 本书的核心理念在于建立“微观结构决定宏观性能”这一贯穿材料科学始终的桥梁。我们将从最基础的量子力学和晶体学视角出发，逐步过渡到热力学、动力学，最终聚焦于如何通过材料设计与制备工艺来精确调控材料的机械、电学、热学及光学性能。 第一部分：材料的微观基石 (Foundation in Microstructure) 本部分奠定理解材料行为的理论基础。我们深入探讨了原子尺度的排列规律，这是所有宏观性质的源头。 第一章：晶体结构与缺陷 详细解析了金属、陶瓷和聚合物的晶体结构，包括布拉维点阵、晶体学符号（如Miller指数）的应用。重点分析了晶体中的固有缺陷——点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）。通过引入位错理论，解释了金属的塑性变形机制，为后续的强度和硬度分析打下坚实基础。 第二章：材料的热力学与相变 系统回顾了热力学定律在材料科学中的应用。关注吉布斯自由能、相图的构建及其在合金设计中的指导作用。深入讨论了扩散理论，包括Fick定律、扩散机制（替换与间隙扩散），以及在热处理过程中的动力学控制。重点分析了固态相变，如析出、再结晶和晶粒长大过程中的能垒和形核机制。 第三章：电子结构与能带理论 本书从量子力学视角切入，解释了材料的电学特性。介绍了薛定谔方程的简化应用，重点阐述了能带理论如何区分导体、半导体和绝缘体。详细分析了费米能级、电子有效质量、态密度等关键参数，并为理解半导体器件的工作原理做准备。 第二部分：经典工程材料的性能与调控 (Engineering Materials Performance) 在掌握了微观原理后，本部分将重点聚焦于三大类工程材料——金属、陶瓷和聚合物——的结构-性能关系。 第四章：金属材料的力学行为 深入探究金属的应力-应变响应，包括弹性变形、屈服、加工硬化、蠕变和疲劳。详细阐述了强化机制，如固溶强化、晶界强化（Hall-Petch关系）、第二相粒子强化（析出强化和弥散强化）。对断裂力学基础进行了必要的引入，解释了韧性与脆性断裂的区别，以及如何通过控制微观结构来提升抗疲劳寿命。 第五章：陶瓷与复合材料 本章侧重于陶瓷材料的特点：高硬度、高熔点和对化学腐蚀的抵抗力，同时也讨论了其固有的脆性问题。分析了离子键和共价键在决定陶瓷性能中的作用。重点介绍了几种重要的技术陶瓷（如氧化铝、碳化硅）的制备工艺。此外，系统性地介绍了复合材料的力学增强原理，特别是纤维增强材料的各向异性行为。 第六章：聚合物科学基础 从大分子链的结构角度出发，解释了聚合物的独特性能。涵盖了分子量、分子量分布、构象、构型对粘弹性的影响。详细讨论了聚合物的玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm），以及这些温度如何影响材料的应用范围。涉及交联、结晶度对机械性能和溶胀行为的调控。 第三部分：功能性材料与前沿领域 (Functional Materials and Emerging Frontiers) 本部分转向对特定功能（非仅仅结构支撑）有要求的先进材料的研究，代表了材料科学的发展方向。 第七章：半导体与电子材料 基于前文的能带理论，本章聚焦于硅基半导体材料的掺杂技术（N型与P型），PN结的形成与特性。详细讨论了薄膜沉积技术（如CVD, PVD）在微电子制造中的应用，以及光电子材料的基本工作原理，如发光二极管（LED）和太阳能电池中的载流子行为。 第八章：磁性与电介质材料 探讨材料如何响应外加电磁场。在磁性方面，讲解了朗之万理论、居里点、磁畴结构，并区分了软磁材料和硬磁材料的应用。在电介质方面，深入研究了铁电性、介电常数、损耗因子，以及这些特性在电容器和传感器设计中的重要性。 第九章：材料的制备与表征技术 材料的性能最终取决于其制备过程和如何对其进行准确评估。本章简要概述了从粉末冶金、熔炼铸造到快速凝固等宏观制备方法。随后，重点介绍了现代材料表征工具：X射线衍射（XRD）用于晶体结构分析、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）用于微观形貌观察，以及能谱分析（EDS/EELS）用于元素成分的定性定量分析。强调如何将表征数据与材料的宏观性能联系起来。 总结与展望 《现代材料科学导论》不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的训练——即如何运用跨尺度的物理化学原理来指导工程实践。本书通过大量的经典案例分析和习题，旨在培养读者独立分析复杂材料问题的能力，使其能够在新材料的开发和应用中发挥关键作用。本书对读者在工程力学、热力学和基础物理方面有一定了解提出了要求，但其内容组织确保了即便是初次接触材料科学的学生也能逐步建立起坚实的知识体系。 ---

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阅读这本书的整体感受，就像是跟随一位经验丰富、耐心细致的导师进行了一次长期的学习之旅。它最独特之处在于对“状态空间法”的系统性阐述。不同于一些侧重于矩阵代数的教材，这本书在引入状态空间法时，非常注重与拉普拉斯域（经典控制）的联系。它巧妙地通过相似变换等工具，展示了经典方法和现代方法的内在一致性，这种“融会贯通”的处理方式，极大地帮助我消除了对现代控制理论的畏惧感。例如，在讨论能控性和能观测性时，作者没有直接抛出判据，而是首先通过一个简单的二阶系统例子，直观地展示了状态变量“不可达”或“不可见”的物理含义，然后再引出矩阵判据，逻辑递进非常自然。这种教学上的匠心，使得原本抽象的线性代数工具被赋予了鲜活的工程意义。如果说有什么可以改进的地方，或许是在讲解非线性系统基础时，可以多引用一些实际的工程案例，例如永磁同步电机控制或复杂的化学反应器模型，来衬托出线性化分析的局限性，这样能让读者更深刻地理解引入非线性理论的必要性。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面采用了那种略带磨砂质感的深蓝色，中央的抽象线条图颇有现代感，让人在书架上很容易被它吸引。初次翻阅时，我主要关注的是它的排版和字体选择。不得不说，编辑在细节上做得非常到位，字体大小适中，行距留白得当，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。理论章节的公式推导部分，作者似乎花了大量心思进行优化，很多复杂的数学表达式都进行了分步拆解，配合清晰的编号，使得原本可能晦涩难懂的推导过程变得清晰流畅，这一点对于初学者来说简直是福音。我特别欣赏它在引入新概念时采用的“先直观理解，后数学建模”的叙事方式，这种循序渐进的处理，极大地降低了学习的门槛。不过，我个人觉得在一些历史背景的介绍上可以再丰富一些，比如早期的经典控制理论是如何一步步发展到现代的状态空间分析的，如果能穿插一些有趣的故事或者关键人物的简介，相信能让理论学习的过程更加生动有趣。总而言之，作为一本理工科教材，它在可读性和视觉舒适度上的努力是值得肯定的。

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我购买这本书的目的是想系统性地复习一下经典控制理论中的根轨迹和频率响应分析方法，因为我手头上的参考资料在这两个部分讲得相对比较简略。这本书在这方面的处理可以说是详尽入微了。关于根轨迹的绘制，作者不仅详细讲解了基本的绘制法则，还专门开辟了一章来讨论参数变化对系统稳定性的影响，特别是对于那些具有延迟环节的系统，处理起来颇具挑战性，而这本书给出的解决方案非常实用。接着转向频率响应部分，Bode图和Nyquist图的绘制讲解得非常细致，每一步的物理意义都被阐释得很清楚，这对于我这种偏爱从物理直觉理解数学模型的学习者来说，帮助太大了。我试着跟着书中的例题自己动手绘制了几个高阶系统的图，发现对照书上的步骤，每一步都能够精确对应，错误率大大降低。如果非要挑剔的话，我希望在后续的章节中，能加入更多关于现代控制理论中先进的频率响应设计技术，比如H无穷范度或者$H_2$范度的基础概念介绍，那样这本书的覆盖面就更广了。

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我拿到这本书时，首先被它在“系统辨识”这一前沿领域所占据的篇幅所吸引。在很多传统教材中，系统辨识往往只是作为选读章节被简单提及，但这本书似乎将其视为与经典时域/频域分析同等重要的部分。它清晰地介绍了时域辨识（如ARX模型）和频域辨识的基本流程，特别是对于如何处理实际测量数据中的噪声和不确定性，给出了非常实用的建议。作者在讲解模型结构选择时，引入了信息准则（如AIC或BIC）的概念，这对于我们科研人员在确定模型阶数时提供了坚实的理论支撑。我个人认为，鉴于现代工业控制越来越多地依赖于数据驱动的模型，这本书将这一部分前置并详述，体现了作者紧跟技术发展趋势的深刻洞察力。不过，在介绍到卡尔曼滤波应用于参数估计时，篇幅略显不足，如果能增加一到两个更复杂的工业案例来展示其鲁棒性，对于提升读者的应用信心会更有帮助。总的来说，它成功地搭建了理论与现代工程实践之间的桥梁。

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这本书的配套资源和习题设计水平非常高，这是我作为一名资深工程师最看重的一点。很多教材的习题往往是公式的直接套用，但这本书的练习题明显是经过精心设计的，它们往往模拟了实际工程中遇到的典型问题，需要读者综合运用多个章节的知识点才能解出。比如，书后关于PID控制器整定那一章，它不只是停留在Ziegler-Nichols方法上，还深入探讨了IMC（内部模型控制）的基础思路，这对于我们实际工作中进行性能优化非常有指导意义。我特别喜欢那些“挑战性”的附加题，它们往往需要引入一些线性化之外的思考，虽然我还没有完全攻克最难的那几道，但光是思考解题的思路就已经是一种极好的思维锻炼了。如果能提供一个官方的、经过严格校对的习题解答手册，那就完美了，这样我们就可以在自学时更有效地检验自己的理解深度。总而言之，习题的质量决定了一本理工教材的上限，这本书无疑是站在了行业前沿的。

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