New Techniques and Ideas in Quantum Measurement Theory pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:New York Academy of Sciences

作者:Daniel M. Greenberger

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1986

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9780897663564

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经典控制理论：基础、应用与前沿展望 本书聚焦于经典控制理论的坚实基础，系统阐述了从线性定常系统分析到复杂非线性系统控制的关键概念、方法和工程实践。它旨在为工程技术人员、科研工作者以及高年级本科生和研究生提供一份全面、深入且具有实战指导意义的参考手册。 --- 第一部分：基础理论与系统描述 (Foundations and System Description) 本部分奠定了整个控制理论研究的数学框架。我们首先从系统建模的角度出发，详细探讨了物理系统（如机电系统、热力学系统）如何转化为数学模型。 第一章：线性时不变（LTI）系统的数学描述 状态空间表示法的深度解析： 详细介绍如何使用一阶线性微分方程组（状态方程）和输出方程来描述复杂的动态系统。区别于传统的传递函数方法，状态空间法在处理多输入多输出（MIMO）系统、奇异系统以及系统内部状态观测方面展现出无可比拟的优势。 经典变换与时间响应分析： 涵盖了拉普拉斯变换在控制工程中的应用，重点分析系统在单位阶跃、脉冲等典型输入下的自由响应、零输入响应和零状态响应。 传递函数与框图代数： 巩固传统方法的基础，清晰界定传递函数的物理意义，并详尽讲解使用框图代数进行系统简化和闭环分析的规则与技巧。 第二章：线性系统的基本性质与稳定性分析 能控性与能观测性： 这是现代控制理论的基石。本书不仅给出卡尔曼（Kalman）判据的数学推导，更侧重于从物理角度解释何为“可控”和“可观测”。讨论了如何通过状态变换将系统对角化，以分离出不可控或不可观测的子系统。 李雅普诺夫稳定性理论（线性系统特化）： 引入李雅普诺夫稳定性概念的严格定义（一致渐近稳定、指数稳定）。对于LTI系统，重点使用特征值判据（右半平面）进行稳定性的快速判断，并引入了基于二次型的李雅普诺夫稳定性判据的初步讨论。 暂态性能指标： 系统性地分析了标准工况下的超调量、峰值时间、调节时间等时域指标，并探讨了这些指标与系统极点位置的直接关联。 --- 第二部分：经典控制器的设计与分析 (Classical Controller Design and Analysis) 本部分回归到工程实践的核心，聚焦于如何通过设计反馈控制器来修改系统的动态特性。 第三章：时域反馈控制器的设计 极点配置（Pole Placement）： 详细阐述如何使用状态反馈 ($mathbf{u} = -mathbf{Kx}$) 将系统的闭环极点放置在期望的位置，以达到理想的暂态响应。讨论了在系统非完全可控情况下的局部极点配置方法。 观测器设计（Observer Design）： 针对无法直接测量所有状态变量的情况，介绍分离原理（Separation Principle）。重点讲解了 പൂർ态观测器（Full-Order Observer）和降阶观测器（Reduced-Order Observer）的设计，包括利用观测器误差系统的极点配置。 PID 控制器优化与抗饱和设计： 深入剖析比例-积分-微分（PID）控制器在工业应用中的普适性。超越简单的参数整定，本书讨论了反积分饱和（Anti-Windup）机制、增量式PID的实现，以及如何利用状态空间方法来解释PID参数对系统性能的影响。 第四章：频域分析与经典校正技术 频率响应分析： 系统地引入波德图、奈奎斯特图和尼奎斯特判据。重点在于利用频率响应图来评估系统的相对稳定性裕度（增益裕度和相位裕度）。 根轨迹分析： 详细推导根轨迹的绘制规则，并解释其在确定控制器增益$K$以满足特定性能指标（如特定阻尼比或自然频率）中的关键作用。 经典校正器的设计（PID、超前滞后补偿器）： 比例-积分-微分（PID）控制器：作为基础校正手段的频域解释。 超前（Lead）补偿器： 用于提高系统带宽和相位裕度。 滞后（Lag）补偿器： 用于减小稳态误差。 零误差系统设计： 讨论如何通过串联补偿器（如I项）在保持稳定性的前提下消除稳态误差。 --- 第三部分：先进技术与非线性系统初步 (Advanced Techniques and Introduction to Nonlinearity) 随着系统复杂度的增加，线性化模型往往不足以描述实际运行情况。本部分为读者引入更强大的分析工具。 第五章：最优控制与LQR设计 性能指标函数定义： 详细介绍二次型性能指标（Quadratic Cost Function）的构建，它平衡了状态误差和控制输入的能量消耗。 线性二次型调节器（LQR）： 详尽推导代数黎卡提方程（ARE）的求解过程，并解释LQR设计如何自动实现状态反馈增益 $mathbf{K}$，且保证闭环系统的稳定性。讨论了权值矩阵 $mathbf{Q}$ 和 $mathbf{R}$ 对控制性能的敏感性。 LQG控制： 结合LQR状态反馈和卡尔曼滤波观测器，构建最优线性二次高斯（LQG）控制器，用以处理存在高斯白噪声的实际系统。 第六章：非线性系统的分析导论 非线性系统的基本特性： 讨论线性化模型无法捕获的现象，如极限环振荡、跳振（Jump Resonance）、软开关（Soft Switching）和奇异点（Singular Points）。 李雅普诺夫稳定性理论（非线性系统一般形式）： 将李雅普诺夫稳定性概念扩展到一般非线性系统 $dot{mathbf{x}} = f(mathbf{x}, mathbf{u})$。介绍构造合适的李雅普诺夫函数来证明系统稳定性（或不稳定）。 描述函数法（Describing Function Method）： 作为一种工程近似方法，用于分析系统中存在单一饱和、死区等非线性环节时的极限环振荡问题，并结合相平面分析法进行定性判断。 --- 附录 附录A：矩阵代数复习： 重点回顾特征值、特征向量、相似变换、对角化和Jordan标准型的计算方法。 附录B：信号与系统基础回顾： 傅里叶分析、卷积的性质。 本书特色： 本书的叙事结构遵循了“模型建立 $ ightarrow$ 稳定性分析 $ ightarrow$ 性能指标量化 $ ightarrow$ 补偿器设计”的逻辑链条。每个章节都配有丰富的工程案例分析，结合MATLAB/Simulink环境下的仿真验证，帮助读者将抽象的数学理论转化为具体的工程解决方案。它不仅是理论的深度挖掘，更是对现代控制系统设计哲学的一次全面梳理。

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深入研读《**Principles of Quantum Mechanics**》（通常指萨库莱的著作）后，我深刻体会到了古典理论物理训练对理解现代物理的重要性。这本书的风格偏向于更数学化和更深刻的原理层面，它强调从基础公理出发，构建整个量子力学的逻辑体系，而不是像某些入门书籍那样侧重于现象的罗列。作者在处理对称性、守恒定律与量子理论基础的关系时展现了极高的功力，很多概念的引入都带着一种深刻的理论洞察力，能让人看到量子力学背后的结构美。它对算符代数、线性空间结构的论述非常严谨细致，对于那些追求“为什么是这样”的终极答案的读者来说，这本书提供了坚实的理论基石。阅读它更像是进行一次严谨的数学哲学探讨，而非简单的物理知识学习。虽然它的难度相对较高，需要读者对高等数学和抽象代数有一定基础，但它对量子力学原理的阐释深度，是其他一些偏应用或偏科普的书籍难以企及的，是真正意义上的“原理”之作。

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这本《**Quantum Mechanics: The Theoretical Minimum**》绝对是量子力学入门的绝佳选择。作者用一种近乎讲故事的方式，将那些看似高深莫测的概念，比如薛定谔方程、不确定性原理，甚至是更复杂的量子场论的雏形，拆解得非常清晰易懂。我尤其欣赏作者的教学方法，他并没有一上来就抛出密集的数学公式，而是先从概念的直觉理解入手，然后逐步引入必要的数学工具。读起来一点也不会让人感到枯燥乏味，更像是跟随一位睿智的导师在进行一场思维探险。对于那些对物理学抱有浓厚兴趣，但又被传统教科书吓退的读者来说，这本书简直是一股清流。它强调的是“为什么”和“是什么”，而不是死记硬背“怎么算”。例如，在解释叠加态和测量问题时，作者用生活化的类比来构建初始的认知框架，这使得后来的抽象理解变得水到渠成。书中对实验现象的引用也恰到好处，总是能立刻将理论与现实世界联系起来，增强了学习的动力和实感。总体而言，它成功地降低了量子物理的门槛，让普通人也能窥见这个迷人领域的宏伟蓝图。

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我最近接触了《**Quantum Computation and Quantum Information**》（通常被称为“Nielsen and Chuang”的经典教材），它将量子力学从纯粹的物理学领域，拓展到了信息科学的前沿地带。这本书的视角非常独特，它不再将量子力学视为终极理论本身，而是将其视为一种强大的计算资源。阅读体验是震撼的，因为它清晰地展示了量子叠加和纠缠这些看似抽象的物理特性，如何被巧妙地转化为可操作的算法和信息处理范式。书中对量子门、量子线路的阐述清晰明了，对Shor算法和Grover算法的剖析更是深入浅出，尽管数学上涉及线性代数和一些离散数学的知识，但作者非常巧妙地平衡了理论的深度和可读性。这本书的价值在于它提供了一个现代的、应用导向的视角来看待量子力学，让人意识到量子现象不仅仅是实验室里的奇观，更是未来技术革命的核心驱动力。对于计算机科学背景的读者，这本书是打开量子计算大门的钥匙，它的结构和论证方式非常符合信息学领域的逻辑习惯。

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我最近翻阅了《**Feynman Lectures on Physics, Vol. III: Quantum Mechanics**》，简直被费曼这位“讲解大师”的魅力所折服。这套书的风格极其鲜明，充满了他标志性的洞察力和对物理本质的深刻把握。第三卷尤其精彩，它不像很多教科书那样循规蹈矩，而是直接带你深入到量子现象的核心冲突之中。费曼的叙述充满了活力和探索精神，他似乎在和你一起思考，而不是直接给你答案。他处理量子力学的方式是极其基础和根本的，从双缝实验出发，层层深入，毫不回避其中的怪异性。虽然阅读过程中，我偶尔需要停下来反复琢磨某些论述，因为费曼的跳跃性思维有时会让人措手不及，但正是这种不拘一格，才使得阅读体验如此引人入胜。这不仅仅是学习知识，更像是在参与一场高水平的智力对话。对于已经有一定基础，希望提升对量子力学“感觉”和直觉的读者来说，这本书的价值无可替代。它教会你的，是如何像一个物理学家那样去思考问题，而不是仅仅记住公式。

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手边的这本《**Introduction to Quantum Mechanics**》（通常被认为是格里菲斯的教材）给我的感觉是极其扎实和规范的。如果说费曼的书是点燃激情的火花，那么这本书就是构建坚固知识大厦的砖石。它结构严谨，逻辑链条清晰，是为系统学习量子力学打下坚实基础的典范之作。从最基础的狄拉克符号引入，到一维无限深势阱，再到角动量和氢原子模型，每一步的推导都详尽无遗，步骤清晰到几乎不需要读者自行补全太多中间环节。对于需要应付考试、需要精确掌握数学工具的理工科学生来说，这本书的习题设计得也非常出色，既有巩固基本概念的基础题，也有挑战思维的深入分析题。我个人特别欣赏它在引入微扰论和散射理论时的处理方式，既保持了数学的严谨性，又顾及到了物理图像的连贯性。虽然阅读过程需要投入大量时间和精力，但每完成一个章节，都会有一种脚踏实地的充实感，感觉自己对这门学科的理解又深入了一层，不再是浮于表面的认识。

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