自动控制原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:夏超英

出品人:

页数:372

译者:

出版时间:2010-6

价格:45.00元

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isbn号码:9787030276216

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揭秘《星际航行与深空探测》：超越地平线的探索之旅 本书导言： 人类对未知疆域的向往从未停歇。从伽利略第一次将望远镜指向夜空，到阿姆斯特朗在月球上留下第一个脚印，我们对宇宙的好奇心，驱动着一次又一次雄心勃勃的探索计划。《星际航行与深空探测》并非仅仅记录历史，它是一部深邃的、跨学科的理论与实践结合的宏伟著作，旨在系统梳理并前瞻性地探讨人类如何实现真正意义上的星际旅行。 本书摒弃了科幻的浪漫色彩，专注于工程学的严谨性与物理学的尖端挑战。它为有志于投身于深空探索事业的工程师、物理学家、天文学家，以及对未来科技充满热情的读者，提供了一个详尽的知识地图。我们关注的焦点是：如何以现有的乃至预见的技术，跨越光年之遥的鸿沟，并将生命安全地送达遥远的目标星系。 第一部分：星际动力学的基石——突破速度的限制 星际航行的核心难题在于距离与时间的矛盾。传统化学火箭的推重比和比冲效率，在面对太阳系边缘之外的目标时，显得力不从心。本部分将深入剖析下一代推进技术所需遵循的物理学原理和工程实现路径。 第一章：传统推进系统的极限分析与替代方案的理论基础 本章首先回顾了牛顿时代以来火箭科学的发展脉络，明确了动量守恒定律在星际尺度下的限制。随后，我们将笔锋转向革命性的概念： 核热推进（NTR）与核电推进（NEP）： 详细分析了液态氢作为工质，通过核反应堆加热后喷射产生推力的高效性。重点探讨了反应堆堆芯材料的选择（如碳化铀、锆氢合金）在极端温度下的稳定性和辐射屏蔽设计。对于电推进，如离子推力器（霍尔效应推力器和栅格电场加速器），本书着重讨论了氙气以外的替代工质（如氪、氩）的性能优化，以及兆瓦级电源系统的轻量化挑战。 聚变能驱动： 这是实现真正星际航行的关键。我们从理论层面分解了两种主流的聚变方案——磁约束聚变（如托卡马克和仿星器结构在航天场景下的适应性）和惯性约束聚变（激光或粒子束点火）。本书着重分析了如何将巨大的聚变反应室的能量，高效地转化为定向的、高排气速度的推力矢量，避免对飞船结构的损伤。 第二章：超越化学与核能的设想——光帆与反物质的工程学悖论 本章探讨了那些在理论上可行，但在工程实现上仍存在巨大鸿沟的前沿概念。 光帆的效能与尺度： 详细计算了在强大激光阵列（如地球轨道部署的太瓦级激光器）照射下，微米级厚度的超轻材料（如石墨烯或介电反射膜）帆板所能达到的加速度。章节内容聚焦于光束指向的精度控制、克服星际尘埃撞击的抗损机制，以及帆面展开和姿态控制的挑战。 反物质湮灭推进的约束： 理论上，反物质提供最高的能量密度。然而，本书将重点分析反物质的生产效率（目前生产一纳克反氢所需的能耗远超其释放的能量），以及如何安全、长期地储存具有极高湮灭风险的物质（如彭宁阱的设计改进与超导磁体的可靠性）。我们评估了即使解决了生产问题，反物质推进系统在面对低温、高真空和高能辐射的星际环境时的热管理难题。 第二部分：星际环境的严酷性与生命支持系统的革命 远航不仅仅是到达，更重要的是如何保证船员在长达数十年甚至数百年的旅程中生存下来。本书将航天器视为一个自我维持的、封闭的生态系统。 第三章：深空辐射防护与人因工程 宇宙射线与太阳粒子事件（SPEs）的建模： 采用蒙特卡洛模拟方法，分析银河宇宙射线（GCRs）穿透船体材料的二次辐射效应。对比了重型物质屏蔽（如水箱、液态甲烷）、主动电磁屏蔽以及基于硼化聚乙烯等轻质材料的混合屏蔽方案的效率与重量比。 长期微重力与辐射对生理系统的影响： 本章汇集了生物医学研究成果，重点探讨了骨质疏松、视力退化、DNA损伤等问题。随后，详细阐述了旋转式栖息地（如O'Neill圆筒或环形结构）在模拟地球重力方面的设计参数、结构稳定性需求以及旋转过程中产生的科里奥利效应的缓解措施。 第四章：闭环生命支持系统（CELSS）的终极迭代 星际任务不允许补给，因此资源循环率必须趋近于100%。 水、空气与废弃物的完全回收： 深入探讨了电化学反应器、萨巴蒂埃反应器在二氧化碳还原中的集成应用。对藻类生物反应器和人工湿地系统在氧气再生和有机物降解中的协同作用进行了详细的数学建模，确保氮、碳、氧元素的动态平衡。 食物生产的模块化与生物多样性： 分析了气培、水培系统在低能耗、高产出下的优化配方。重点在于如何通过基因工程手段，培育出在低重力、高辐射环境下依然能稳定提供必需氨基酸和维生素的作物品种。 第三部分：导航、通信与星际探测的未来 到达目的地仅仅是旅程的开始。如何精确导航以及与地球保持联系，是任务成功的保障。 第五章：星际导航与自主决策系统 脉冲星导航（Pulsar Timing Arrays, PTA）： 阐述了如何利用已知脉冲星的稳定信号作为宇宙中的“灯塔”。本书构建了在远距离、高多普勒频移环境下，船载计算机如何实时解算出自身精确位置和速度的算法模型，并与惯性测量单元（IMU）进行融合校正。 基于人工智能的深度自主系统： 考虑到地光通信的延迟，飞船必须具备高度的自主性。本章详细介绍了适用于灾难响应、系统维护和科学决策的深度学习模型架构，强调其在处理非结构化突发事件时的鲁棒性设计。 第六章：超远距离通信的物理极限与技术突破 高增益激光通信（Optical Communication）： 比较了射频通信与光通信在深空环境下的信噪比（SNR）优势。重点分析了如何设计口径巨大（数十米级）的自适应光学望远镜，以补偿星际介质和发射端的小角度偏差，实现数光年级别的数据传输。 量子纠缠与信息传输的理论边界： 虽然量子纠缠不能用于超光速信息传递，但本书探讨了它在安全密钥分发和时间同步中的潜在应用，以及对未来超远距离探测网络架构的启发。 结语： 《星际航行与深空探测》是一份雄心勃勃的蓝图。它要求我们不仅要掌握今日的工程学知识，更要敢于挑战物理学的既有界限。本书的目的，是为那些愿意站立在人类知识的最前沿，思考“下一站火星，下一站比邻星”的探索者，提供坚实的理论支柱和清晰的工程路径图。我们相信，对这些挑战的系统性研究，正是将遥远的星光引向脚下的第一步。

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这本书的结构设计让我印象深刻，它并不是那种章节之间关联性不强的堆砌，而是呈现出一种清晰的逻辑脉络。作者从最基础的系统建模入手，逐步深入到系统稳定性、动态响应等关键环节。我特别喜欢其中关于“稳定性”的章节，它用非常形象的比喻来解释为什么有些系统会失控，而有些系统却能保持稳定。这种将抽象的工程概念具象化的处理方式，极大地降低了理解门槛。而且，在讲解过程中，作者还时不时地穿插一些历史上的经典控制理论发展故事，让我在学习知识的同时，也对这个领域的发展历程有了更深的认识，感觉非常充实。

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我必须承认，一开始我对于“自动控制原理”这个书名，联想到的是一堆复杂的数学公式和抽象的模型，可能会让人感到头疼。但实际上，这本书在理论推导的过程中，作者非常注重数学工具的应用，并且会详细解释每一步公式的由来和其物理意义。举个例子，当涉及到拉普拉斯变换时，作者并没有直接抛出公式，而是先解释了为什么需要这种变换，它能解决什么样的问题，然后再引入具体的数学表达。这种“知其然，更知其所以然”的教学方式，让我觉得学习的过程不再是死记硬背，而是理解和掌握。而且，书中还穿插了不少工程应用案例，让我看到了这些抽象理论在现实世界中是如何发挥作用的，非常有启发性。

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我一直对“智能化”这个概念非常感兴趣，而这本书恰恰为我理解智能化背后的基础原理提供了坚实的支撑。它并没有直接跳跃到人工智能的层面，而是从最根本的“控制”出发，解释了系统如何通过感知、决策和执行来完成任务。我理解了PID控制器的工作原理，也初步接触了更高级的模糊控制和神经网络控制等概念。这种从基础到进阶的铺垫，让我对智能化系统有了更系统、更深刻的认识。书中对于不同控制方法的优劣势分析，以及它们各自适用的场景，也让我对未来的技术发展有了更清晰的判断。

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这本书的封面设计着实引起了我的注意，一种融合了严谨科学感与未来科技感的视觉冲击力，让人忍不住想要一探究竟。书名“自动控制原理”本身就带有一种深入探索的意味，仿佛预示着一场关于系统如何自主运行、如何实现精确调节的奥秘揭示之旅。拿到手里，纸张的质感也相当不错，触感温润，翻页的声音也很悦耳，这在如今电子书盛行的时代，算是一种难得的实体阅读体验了。我特别喜欢封面配色，那种深邃的蓝色和跳跃的橙色，恰到好处地传达了一种冷静分析与创新突破的结合，让人在阅读之前就对作者的思考深度产生了一种期待。

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这本书的内容，虽然名字听起来有些技术性，但读起来却意外地有条理，并没有给我带来那种望而却步的枯燥感。作者在介绍基本概念时，用了许多贴近生活的例子，比如家庭恒温器如何维持室内温度，或者汽车巡航系统如何保持速度，这些例子瞬间拉近了理论与实践的距离。我尤其欣赏作者对于“反馈”这个核心概念的阐述，他通过层层递进的方式，从最简单的开环系统讲到复杂的闭环系统，每一步的解释都辅以清晰的图示和深入的分析，让我能够清晰地理解系统是如何通过感知自身状态并进行调整来达到预设目标的。这种循序渐进的学习方式，对于我这样非专业背景的读者来说，简直是福音。

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这本书在图文配合方面做得相当出色。每一页的插图都并非简单的装饰，而是精心设计的示意图，它们以一种直观的方式，将复杂的概念变得易于理解。例如，在讲解传递函数时，作者通过绘制系统方框图，清晰地展示了各个模块之间的信号流动关系，以及输入输出之间的转换过程。这些图示不仅帮助我理解了文字的含义，更重要的是，它们帮助我在脑海中构建起了一个完整的系统模型。这种图文并茂的学习方式，大大提升了我的阅读效率和理解深度，让我在学习过程中少走了很多弯路。

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不得不说，这本书的案例研究部分是亮点中的亮点。作者并没有选择那些过于简单或者过于复杂的案例，而是挑选了一些具有代表性，并且能够在不同章节中反复出现的经典案例。比如，对于一个伺服系统的分析，从建模、稳定性分析到控制器设计，贯穿了全书的多个章节。这样的处理方式，让我能够在一个具体的应用场景中，反复实践和巩固所学的理论知识，加深对原理的理解。每一次在新的章节中看到这个案例被再次提及和分析，我都感觉豁然开朗，对前面的知识点有了更深的领悟。

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阅读这本书，让我对“精准”和“高效”这两个词有了更深的理解。在我们的日常生活中，很多看似简单的操作，背后都可能蕴含着复杂的自动控制技术。这本书让我看到了，如何通过精密的数学模型和巧妙的控制算法，将一个系统调整到最佳状态，以达到我们期望的精度和效率。我不再只是被动地接受和使用这些技术，而是开始思考它们是如何工作的，以及如何进一步优化它们。这种从“使用者”到“思考者”的转变，是我从这本书中获得的最宝贵的财富之一。

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这本书提供了一个非常好的视角，让我得以窥探自动化世界的“幕后”。它不仅仅是关于机器如何运行，更是关于人类如何设计和控制这些机器，使其能够按照我们的意愿去执行任务。作者对于控制理论的讲解，就像是在为我们揭示一幅宏大的工程蓝图，让我们看到工程师们是如何通过严谨的逻辑和创新的思维，将复杂的系统变得有序和可控。我能够感受到作者在写作过程中倾注的热情和专业知识，这种真诚的分享，让我对自动控制这个领域产生了浓厚的兴趣，并激发了我进一步探索的欲望。

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读这本书的过程，更像是在与一位经验丰富的工程师进行一次深入的对话。书中不仅仅有理论的讲解，更重要的是，作者分享了大量实际工程中遇到的问题和解决思路。例如，在讨论“抗干扰能力”时，作者就详细分析了在不同工况下，外界干扰如何影响控制系统的性能，以及如何通过设计更鲁棒的控制器来减小这些干扰的影响。这种贴近实际的讨论，让我深刻体会到，自动控制不仅仅是纸面上的学问，更是解决现实工程难题的关键技术。书中的一些案例分析，让我仿佛身临其境，参与到解决问题的过程中，学到了很多宝贵的实践经验。

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装X找了两套教材看，结果完全不是一个套路出牌，跪了跪了TAT

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此书第一人啊尼玛！！

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