Computer Control of Machines and Processes (Addison-Wesley Series in Electrical and Computer Enginee pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Addison-Wesley

作者:John G. Bollinger

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1988-04

价格:USD 107.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780201106459

丛书系列:

图书标签:

• 电机控制
• 电气工程
• 图书
• Control Systems
• Automation
• Electrical Engineering
• Computer Engineering
• Process Control
• Machine Control
• Industrial Automation
• Robotics
• Digital Control
• Mechatronics

好的，这是一份围绕《Computer Control of Machines and Processes》这一主题，但内容完全独立且详细的图书简介，旨在探讨现代工业自动化和过程控制领域的核心概念与应用，不包含原书的具体内容。 --- 现代工业系统控制：理论基础与先进实践 书籍简介 本书深入探讨了现代工业自动化和复杂系统过程控制领域的核心理论、关键技术与前沿应用。随着工业 4.0 的浪潮席卷全球，对系统效率、精度和可靠性的要求达到了前所未有的高度。本书旨在为读者构建一个坚实的理论框架，并提供将这些理论转化为实际工程解决方案的路线图。全书内容侧重于分析、设计和实施高性能的闭环控制系统，特别关注那些涉及复杂机械运动、连续化学反应或大规模制造流程的场合。 第一部分：控制系统的基础构建与数学建模 本部分为理解高级控制策略奠定了必要的数学和工程基础。我们将首先界定什么是现代控制系统，它如何从传统的开环结构演变为复杂的闭环反馈结构。 1. 工业控制系统的架构与组成： 详细剖析一个典型的过程控制系统的拓扑结构，包括传感器（测量）、执行器（驱动）、人机界面（HMI）以及核心的控制器单元（如PLC、DCS或工业PC）。重点讨论不同层次的自动化结构，从现场级设备到监督控制与数据采集（SCADA）系统。分析数据采集的时效性、精度对控制性能的决定性影响。 2. 动态系统的数学描述： 控制系统的核心在于对被控对象（Plant）动态行为的准确描述。本章系统回顾并深入讲解了用于描述线性时不变（LTI）系统的两种主要数学工具：微分方程（时域表示）和传递函数（频域/s域表示）。对于更高阶或难以线性化的系统，我们将介绍状态空间模型的构建方法，强调其在多输入多输出（MIMO）系统分析中的优越性。 3. 系统性能指标与时域分析： 为了量化控制系统的优劣，必须定义明确的性能指标。本节详述了在阶跃响应测试中观察到的关键参数，如上升时间、超调量、稳定时间和稳态误差。通过分析这些指标，读者将学会如何根据实际工况的需求（例如，快速响应但低振荡）来设定设计目标。同时，引入了根轨迹法作为一种直观的工具，用于分析控制器参数变化对系统闭环极点位置和稳定性裕度的影响。 第二部分：经典控制理论与经典设计方法 经典控制理论，虽然成熟，但在处理线性、单输入单输出（SISO）系统时依然是解决大多数常规工程问题的基石。 4. 经典反馈控制器的设计——PID算法的精髓： 比例-积分-微分（PID）控制器是工业界应用最广泛的控制算法。本章将深入剖析P、I、D三个环节对系统动态响应的物理意义和数学贡献。重点讨论如何通过Ziegler-Nichols方法、试凑法以及基于模型的精确整定（如Lambda整定）来确定最佳的PID参数。此外，还将探讨在实际应用中必须考虑的抗饱和与反积分饱和技术，以应对执行器限制带来的非线性问题。 5. 频率响应分析与稳健性设计： 频率响应分析为设计提供了一个强大的视角，特别是当系统动态特性难以精确建模时。本书详细讲解了波特图、奈奎斯特图的绘制与解读。通过这些图线，读者可以直观地评估系统的增益裕度和相位裕度，这是衡量系统在存在模型不确定性或外部扰动时的稳健性的关键指标。我们将探讨如何利用频率响应数据来设计具有特定截止频率的补偿器。 第三部分：现代控制理论与状态空间方法 现代控制理论的核心在于状态空间表示，它能更自然地处理多变量耦合系统和时变系统。 6. 可控性与可观测性分析： 在设计状态反馈控制器之前，必须确定系统是否满足设计要求。本章清晰阐述了可控性（是否存在一组输入能将系统状态转移到任意状态）和可观测性（是否存在一组输出能完全确定系统的内部状态）的数学判据。这些分析直接指导了后续状态观测器和状态反馈增益矩阵的选择。 7. 基于极点配置的状态反馈控制： 利用状态反馈 $u = -Kx + r$，可以将闭环系统的极点配置到期望的位置，从而实现对系统动态的精确塑造。本节详细推导了极点配置算法，并探讨了在无法直接测量所有状态变量时，如何结合Luenberger观测器来估计状态，从而实现间接的输出反馈控制。 8. 线性二次调节器（LQR）优化设计： 与基于极点配置的“硬性”约束不同，LQR提供了一种最优控制的框架。它通过最小化一个二次型的性能指标函数（平衡状态偏差和控制努力的加权和）来确定反馈矩阵 $K$。本书将深入讲解如何选择权重矩阵 $Q$ 和 $R$，以及它们对控制器的性能和能耗的权衡作用。 第四部分：先进控制技术与实际挑战 本部分聚焦于应对工业现场的非理想情况和复杂性，介绍当前领域内具有重要影响力的先进控制方法。 9. 鲁棒控制与不确定性处理： 在真实世界中，模型总是不完美的，系统参数会随时间漂移。鲁棒控制旨在设计对模型误差和外部扰动不敏感的控制器。本章将介绍 $mathcal{H}_{infty}$ 控制的基本思想，即在最坏情况（Worst-Case）下最小化系统对扰动的敏感度，确保系统在一定范围内的模型误差下依然稳定。 10. 预测性控制（Model Predictive Control, MPC）： MPC是当代过程控制领域最强大的工具之一，尤其适用于具有大量约束和时间延迟的工业过程（如化工、冶金）。本章详细阐述了MPC的工作流程：在线优化、移动时域、滚动时域。重点解析如何将运行约束（如阀门开度限制、温度上限）纳入优化问题，并通过求解一个实时最优控制序列来应对未来的过程变化。 11. 离散化与数字实现考量： 由于现代控制器都是基于数字处理器实现的，本部分讨论了连续时间系统到离散时间系统的数字化转换过程，包括零阶保持器（ZOH）和一阶保持器（FOH）的影响。同时，探讨了采样周期选择的原则，以及如何处理离散系统中的量化误差和计算延迟，确保数字控制器的性能与连续模型设计保持一致。 --- 本书通过严谨的数学推导、丰富的工程案例和对前沿技术的深入剖析，旨在培养读者对复杂工业系统进行建模、分析、综合设计和实施的能力，使其能够胜任高精度、高可靠性的自动化控制工程任务。

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我最近拿到这本《Computer Control of Machines and Processes》，对它的期待主要来自于它所在的“Addison-Wesley Series in Electrical and Computer Engineering”这个响当当的名号。我知道这个系列的书籍通常都具有相当高的学术水准和工程实践价值。然而，在翻阅之后，我发现这本书的内容，对于我目前所处的项目阶段来说，可能有些过于抽象。我原本期望能找到一些关于如何将现代计算机技术，例如嵌入式系统、实时操作系统，或者FPGA等硬件加速技术，更有效地集成到机器控制和过程自动化中的具体案例和设计模式。书中虽然提到了计算机在控制中的作用，但更多的是在宏观层面进行阐述，缺乏对具体软硬件接口、通信协议、以及系统集成挑战的深入剖析。我更希望看到一些关于如何构建高效、可靠、安全的分布式控制系统，或者如何利用仿真技术进行控制算法的验证和优化。这本书的论述，虽然严谨，但给我一种“高屋建瓴”的感觉，似乎更适合那些在研究领域深入探索的学者，而不是我这样需要解决具体工程实现问题的工程师。它可能为理解整个领域提供了一个框架，但对于我急需解决的“如何动手”的问题，它并没有提供足够的“弹药”。

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我最近收到了这本《Computer Control of Machines and Processes》，但说实话，我对这本书的内容感到有些茫然。尽管书名听起来非常吸引人，尤其是“Addison-Wesley Series in Electrical and Computer Engineering”这个系列名称，让我对它的专业性和深度抱有很高的期望，但实际翻阅后，我发现它更像是一本概述性的作品，而非我所期待的那种深入的技术手册。它似乎勾勒出了一个相当广阔的图景，涵盖了从基础的计算机控制原理到复杂的工业过程自动化，但对于那些希望深入某个特定领域的读者来说，这本书的讲解可能显得过于肤浅。例如，在讨论某些控制算法时，它更多的是介绍其概念和应用场景，但对于其数学推导、实际参数调整、以及在特定硬件平台上的实现细节，则几乎没有涉及。这让我有些失望，因为我本来希望能够找到一些关于如何具体设计和实现这些控制系统的实用指导。或许对于初学者来说，这本书能够提供一个初步的了解框架，但对于有一定基础，想要解决实际工程问题的读者，可能需要配合更多的参考资料。它的语言风格也比较学术化，虽然这是专业书籍的常见特点，但在某些段落，如果不具备一定的先导知识，阅读起来会有些吃力。总的来说，它提供了一个宏观的视野，但缺乏微观的指导，让我觉得它更像是一个入门导论，而非一本可以指导实际操作的工具书。

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老实说，当看到《Computer Control of Machines and Processes》和“Addison-Wesley Series in Electrical and Computer Engineering”这个组合时，我的脑子里立刻浮现出的是一本能够深入解析复杂控制理论、提供前沿技术洞察的著作。我是一名对自动化领域充满热情的读者，尤其对如何利用计算机的强大计算能力来优化和控制各种机器及工业流程充满了好奇。我希望这本书能够带领我深入理解自适应控制、预测控制，甚至是模糊逻辑和神经网络在过程控制中的具体应用。我曾幻想能够在这本书中找到关于如何设计高效的运动控制器，如何实现精确的机器人轨迹规划，或者是在化工、能源等领域如何利用先进的控制策略来提高生产效率和安全性。然而，翻阅之后，我发现本书的侧重点似乎更加偏向于传统意义上的反馈控制理论和一些较为成熟的自动化技术。对于我所关心的那些更具挑战性、更偏向于人工智能和大数据分析在控制领域应用的议题，这本书的内容显得较为有限，更新的进展和更深入的探讨并不多见。虽然它的整体结构依然保持了Addison-Wesley系列一贯的严谨和条理，但对于我这样追求最新技术和深度解析的读者来说，这本书的价值可能并没有达到我最初的预期。

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坦白说，当我拿到《Computer Control of Machines and Processes》时，我对它抱有的期待值可谓是相当高。Addison-Wesley出版社的电气与计算机工程系列，历来都是业界的标杆，我曾寄希望于这本书能为我揭示机器与流程控制领域更深层次的奥秘。然而，在初步的浏览之后，我的感受是，这本书的侧重点似乎并不在我最关心的那些前沿技术上。它在某些基础概念的阐述上做得还不错，但当我试图寻找关于当下热门的机器学习在控制系统中的应用，或者是在物联网（IoT）环境下分布式控制策略的最新进展时，却发现内容相对陈旧，缺乏新意。对于像我这样希望紧跟技术潮流、解决实际复杂问题的工程师而言，这本书的价值就大打折扣了。我曾希望它能提供一些关于新型传感器融合技术、先进状态估计方法，或者是在非线性、不确定性系统中鲁棒控制的最新理论成果。但令人遗憾的是，这些方面的内容几乎没有触及，或者仅仅是轻描淡写地提及，而没有提供足够的技术深度和实例分析。这让我觉得，它更像是过去某个时期工业自动化控制的一个总结，而非一个面向未来的技术指南。虽然其结构清晰，语言也比较严谨，但内容上的滞后性，确实是我无法忽视的一个缺点，也因此，它未能成为我理想中的那本“案头必备”。

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《Computer Control of Machines and Processes》这本书，从标题来看，无疑是朝着解决工业自动化和过程控制中的核心问题去的。Addison-Wesley 系列的声誉也让我对其内容品质充满了信心。然而，在阅读过程中，我发现这本书的叙述方式，或者说是它的“哲学”可能和我所寻找的有所偏差。它更侧重于描述“是什么”以及“为什么”，却很少深入探讨“如何做”。例如，当它提到PID控制器时，它会详细解释PID的原理、参数的意义，甚至还会给出一些理论上的稳定性分析。但是，如果我真正遇到一个具体的、复杂的工业过程，需要设计一个高性能的PID控制器，我却很难从书中找到关于实际调优技巧、如何处理噪声、如何进行抗饱和处理，或者是在存在显著延迟的情况下如何优化其性能的指导。这本书给我的感觉，更像是一本理论教科书，旨在建立读者的概念框架，而不是一本操作手册，能够帮助读者解决实际工程中的棘手问题。它提供了一个非常好的理论基础，但如果你期望从中获得解决实际工程难题的具体方法论，那么你可能会感到失望。尽管它以清晰的逻辑组织了内容，并且对基础概念的解释也相当到位，但对于我这样需要将理论付诸实践的工程师来说，这本书的实用性可能就不是那么显著了。

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WEMPEC的某课参考书，讲的东西比较老，但是对于理解电机数字控制系统有帮助。

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