控製工程基礎(高等) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王曉梅 著

圖書標籤:

• 控製工程
• 自動控製
• 控製理論
• 係統分析
• 數學模型
• 反饋控製
• 高等教育
• 工程教育
• 經典控製
• 現代控製

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 冶金工業齣版社

ISBN：9787502463502

商品編碼：29729245564

包裝：平裝

齣版時間：2013-07-01

基本信息

書名:控製工程基礎(高等)

：24.00元

售價：16.3元,便宜7.7元,摺扣67

作者:王曉梅

齣版社：冶金工業齣版社

齣版日期：2013-07-01

ISBN：9787502463502

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

　　本書主要闡述經典控製論的基本原理、基礎知識、基本分析方法、設計校正和工程設計方法，內容包括係統的數學模型、時域分析、頻域分析、穩定性分析、校正與設計等，目的是使學生建立動態設計的概念，為後續課程運用控製理論和進一步深造打下基礎。本書可作為本科或高職高專院校機械工程、電氣工程、儀器科學與工程、動力工程等工學專業的教材，推薦學時為48～64學時，其中實驗6～8學時，也可用作成教、函授學生的教材，還可供有關專業工程技術人員參考。

目錄

1緒論
　1．1概述
　1．2工程控製論的研究對象與任務
　　1．2．1　工程控製論的研究對象
　　1．2．2　工程控製論的研究任務
　1．3控製係統的基本概念、工作原理及基本組成
　1．3．1反饋的概念
　1．3．2控製係統的工作原理-
　1．3．3　反饋控製係統的基本組成
　1．4控製係統的分類及對控製係統的基本要求
　　1．4．1　控製係統的分類
　　1．4．2　對控製係統的基本要求
　習題
2控製係統的數學模型
2．1係統的微分方程
　　2．1．1　概述
　　2．1．2　列寫微分方程的一般方法
　　2．1．3機械係統的微分方程
　　2．1．4　電氣係統的微分方程
　　2．1．5液壓係統的微分方程
2．2拉普拉斯變換的數學方法
　　2．2．1　拉氏變換的定義
　　2．2．2拉氏變換定理
　　2．2．3　拉氏反變換的數學方法
　　2．2．4　用拉氏變換解常微分方程
　2．3傳遞函數
　　2．3．1　傳遞函數的定義和特點
　　2．3．2　傳遞函數的零點、極點和放大係數
　　2．3．3典型環節的傳遞函數
　　2．3．4相似係統
2．4傳遞函數方框圖及其簡化
……

作者介紹

文摘

序言

理論與實踐的橋梁：開啓係統智能控製的奇妙旅程 在科技飛速發展的今天，我們身邊的世界無時無刻不在湧動著各種復雜而精妙的動態係統。從精準導航的航天器，到優化生産的自動化工廠；從維持生命體徵的醫療設備，到平衡我們日常齣行的智能交通；甚至在我們每一次的通信、每一次的能源分配中，都離不開對這些動態係統進行精確、穩定、高效的操控。那麼，我們究竟如何纔能理解和駕馭這些無處不在的“生命體”？如何纔能讓它們按照我們的意願運行，甚至超越預期的錶現？《控製工程基礎（高等）》正是為你架設起這樣一座連接理論與實踐的堅實橋梁，帶你深入探索係統控製的奧秘，為你開啓一扇通往智能係統設計與實現的大門。 本書並非一本泛泛而談的科普讀物，也不是一套僅限於推導復雜數學公式的純理論教材。它以嚴謹的學術視角，係統地梳理瞭控製工程的核心概念、基本原理、分析方法與設計技術。全書圍繞“理解係統”、“分析係統”和“設計控製器”這三大核心脈絡展開，層層遞進，由淺入深，力求使讀者在掌握基本理論的同時，也能深刻理解其背後的物理意義和工程應用價值。 第一部分：洞察係統本質——理解動態行為的語言 要控製一個係統，首先要理解它。本書將帶領你進入動態係統的世界，學習如何用數學的語言來描述它們的行為。我們從最基礎的概念入手，介紹係統的“狀態”——那些能夠完全定義係統當前情況的關鍵變量。然後，我們將探討係統的“輸入”——我們施加給係統的“指令”或“擾動”，以及“輸齣”——係統對輸入和擾動産生的響應。 理解這些基本要素後，我們將深入學習如何建立係統的數學模型。這並非紙上談兵，而是控製工程的基石。我們會介紹兩種最主要的建模方法： 微分方程模型： 對於許多物理係統，如機械振動、電路、熱傳導等，微分方程能夠精確地描述其隨時間變化的動態特性。本書會引導你如何從物理規律齣發，建立這些微分方程，並理解其與係統物理結構之間的對應關係。 傳遞函數模型： 在頻域分析中，傳遞函數是描述輸入與輸齣之間綫性關係的強大工具。我們將學習如何將時域的微分方程轉化為頻域的傳遞函數，並理解其在分析係統頻率響應、穩定性等方麵的重要作用。 此外，本書還會介紹其他重要的係統錶示方法，如框圖模型、狀態空間模型等，這些不同的錶示方式各有側重，能夠從不同角度揭示係統的內在特性，為後續的分析和設計提供豐富的視角。通過對不同類型係統的建模練習，你將逐漸培養起對各種工程對象（如電機、液壓係統、生物係統等）進行數學抽象和模型構建的能力。 第二部分：剖析係統靈魂——掌握分析的利器 理解瞭係統的動態行為後，我們便能開始對其進行深入的分析。這一部分將為你提供一係列強大的分析工具，幫助你評估係統的性能、判斷其穩定性，並預測其在不同激勵下的錶現。 時域分析： 瞬態響應和穩態響應是分析係統性能的兩個重要方麵。我們將學習如何分析係統對單位階躍輸入、單位脈衝輸入等典型激勵的響應。通過分析響應的上升時間、超調量、調節時間等指標，我們可以直觀地評價係統的動態性能，例如其快慢、是否會過度振蕩等。 頻域分析： 頻域分析在控製工程中扮演著至關重要的角色。本書將詳細介紹如何利用頻率響應來刻畫係統的特性。我們將深入探討伯德圖（Bode plot）、奈奎斯特圖（Nyquist plot）和根軌跡圖（Root locus plot）等經典分析工具。通過這些圖形，你可以直觀地瞭解係統對不同頻率信號的放大衰減特性，判斷係統的穩定性裕度，甚至預測係統在引入反饋後其性能的變化趨勢。 穩定性分析： 穩定性是控製係統最基本也是最重要的要求。一個不穩定的係統，即使其他性能再好，也是毫無意義的。本書將係統地介紹判斷係統穩定性的方法，包括代數穩定判據（如勞斯-赫爾維茨判據）和復域穩定判據（如奈奎斯特判據）。你將深刻理解穩定性的內在機製，以及如何通過分析係統的極點來判斷其穩定性。 這一部分的學習，將使你具備“望聞問切”係統診斷的能力，能夠迅速識彆齣係統的潛在問題，並為改進係統性能找到方嚮。 第三部分：雕琢係統之腦——精通控製器的設計 理解瞭係統，分析瞭係統，接下來便是如何對其進行有效的控製，使其達到我們期望的性能指標。本書將係統地介紹各種經典和現代的控製器設計方法。 PID 控製器： PID（比例-積分-微分）控製器是工業界應用最廣泛的控製器類型。本書將詳細闡述 P、I、D 各部分的作用機理，以及如何通過調整其參數來改善係統的動態性能。你將學會如何針對不同類型的係統和控製目標，選擇閤適的 PID 整定方法，從而獲得滿足要求的控製效果。 超前/滯後校正： 當基本 PID 控製器無法滿足性能要求時，我們需要引入校正裝置來改變係統的開環傳遞函數，從而改善閉環係統的性能。本書將介紹超前校正、滯後校正和超前-滯後聯閤校正等方法，並提供設計這些校正器的係統化步驟。 狀態反饋控製： 隨著現代控製理論的發展，基於狀態空間模型的控製方法逐漸成為主流。本書將介紹狀態反饋控製器的設計原理，包括極點配置方法。你將學習如何利用係統的所有狀態信息來設計控製器，從而實現對係統更精確、更靈活的控製。 觀測器設計： 在許多實際係統中，我們可能無法直接測量所有狀態變量。這時，觀測器就派上瞭用場。本書將介紹狀態觀測器的基本原理和設計方法，讓你能夠從已測量的輸齣信號來估計係統的內部狀態，為狀態反饋控製提供基礎。 現代控製理論簡介： 除瞭經典控製理論，本書還將為你打開現代控製理論的大門，介紹其核心思想和基本方法，如能控性、能觀性等概念，為進一步深入學習更高級的控製理論打下基礎。 本書在控製器設計部分，不僅注重理論推導，更強調方法的實際應用。通過大量的實例分析和習題，你將能夠熟練地運用這些控製器設計方法，解決實際的工程問題，親手“雕琢”齣能夠高效、穩定運行的智能係統。 本書的特色與價值： 理論與實踐緊密結閤： 本書在介紹理論知識的同時，穿插瞭大量的工程實例，使抽象的控製理論能夠與實際應用場景有機結閤，讓讀者更容易理解其工程意義。 數學工具的循序漸進： 盡管是高等教材，本書在引入數學工具時，都力求清晰明瞭，並解釋瞭其在控製工程中的具體作用，避免瞭單純的數學堆砌。 圖形化輔助理解： 大量的圖錶、零極點圖、伯德圖等可視化工具，幫助讀者直觀地理解復雜的係統行為和分析結果。 思維訓練與工程素養培養： 通過本書的學習，你不僅能掌握控製工程的知識和技能，更能培養嚴謹的工程思維、係統分析能力和問題解決能力，這些素養在任何工程領域都彌足珍貴。 無論你是一名渴望深入理解自動化、機器人、航空航天、電力係統、過程控製等領域工作原理的工科學生，還是希望提升自身在智能製造、人工智能等新興領域研發能力的工程師，又或是對如何讓復雜係統變得更加智能、更加高效充滿好奇的探索者，《控製工程基礎（高等）》都將是你不可或缺的良師益友。它將為你揭示隱藏在萬物運轉背後的精密邏輯，賦予你駕馭和創造智能係統的強大力量，讓你能夠真正地理解並參與到構建一個更加智能、更加美好的未來之中。現在，就讓我們一起踏上這場充滿智慧與挑戰的控製工程之旅吧！

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事邏輯嚴密得令人贊嘆，它構建瞭一個由淺入深、層層遞進的知識體係，讓人在閱讀過程中幾乎不會感到迷茫。開篇對經典控製理論的梳理，穩健而不失深度，迅速將讀者帶入到係統動態行為分析的核心。隨後，它巧妙地引入瞭現代控製理論的基石——狀態空間錶示法，並且在講解反饋結構和可控性、可觀測性時，使用瞭非常精妙的比喻和實例，抽象的概念被有效地具象化瞭。讓我尤其欣賞的是，作者似乎非常懂得如何引導讀者的思維跳躍，總是在讀者即將感到枯燥時，插入一個與實際工程問題緊密相關的案例分析，使得理論學習的動力得以持續。這種結構上的精心布局，使得它非常適閤作為係統學習控製原理的入門或進階教材，能夠確保學習者打下堅實的基礎，避免瞭許多教材常見的知識點碎片化問題。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭大量時間研究其中關於魯棒控製的部分，其講解的深入程度遠超我預期的“基礎”範疇。作者並沒有僅僅停留在介紹 $mathcal{H}_{infty}$ 控製的基本框架，而是深入剖析瞭其背後的矩陣不等式（LMI）求解原理，並且對經典IMC（內部模型控製）與先進的預測控製（MPC）進行瞭細緻的橫嚮對比。閱讀這些章節時，我仿佛置身於一個高級研討班，作者對前沿研究動態的把握非常精準，能夠清晰地指齣當前控製領域麵臨的挑戰以及理論上的最新進展。對於那些希望從“會用”進階到“理解設計哲學”的工程師而言，這部分的貢獻是無法估量的。它要求讀者具備較強的數學功底，但同時，清晰的推導路徑保證瞭隻要投入足夠的時間和精力，最終一定能掌握其精髓，而不是僅僅停留在公式的錶麵模仿。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計給我留下瞭非常深刻的印象。硬殼封麵搭配啞光處理，拿在手裏非常有質感，而且厚度適中，感覺內容一定非常紮實。書脊上的燙金字體在燈光下微微閃爍，顯得專業而沉穩。內頁紙張選用瞭略帶米黃色的高質量紙張，不僅保護瞭視力，也讓排版顯得格外清晰。我特彆注意到，書中的插圖和公式排版都極其考究，圖文之間的留白處理得恰到好處，使得即便是復雜係統的框圖也能一目瞭然。裝訂質量也相當齣色，可以完全平攤在桌麵上，無論是查找某個特定章節還是對照公式推導，都不會有任何不便。這種對細節的極緻追求，讓人感覺作者和齣版社對內容本身是充滿敬意的，也極大地提升瞭閱讀的愉悅感和專業體驗。光是翻閱這本書的物理形態，就已經算得上是一種享受，它不僅僅是一本工具書，更像是一件值得收藏的學術工藝品。

評分☆☆☆☆☆

我對比瞭手邊幾本同類的參考書，發現這本書在處理離散時間係統時的視角非常具有前瞻性。它沒有將離散化僅僅視為連續係統在計算機上的簡單映射，而是將其作為一個獨立的、具有其自身特性的研究領域進行瞭詳細闡述。特彆是對脈衝響應、零階保持器誤差模型以及數字濾波效應的討論，展示瞭作者對數字控製實踐的深刻理解。此外，書中對模型階次約簡和辨識理論的介紹也十分到位，沒有迴避實際工程中數據不完美和模型不確定性的問題。它似乎在不斷提醒讀者，理論的優雅必須與實際操作的限製相兼容。這本書的價值在於，它不僅教授瞭“如何設計”，更重要的是，教會瞭“在現實世界中如何選擇和修正設計”，這對於任何希望將理論付諸實踐的控製專業人士來說，都是極其寶貴的指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常獨特，它兼具瞭嚴謹的學術規範和令人放鬆的對話感。不像某些經典教材那樣，通篇充斥著晦澀的術語和生硬的定義，這裏的文字流動性非常好。例如，在解釋非綫性係統中的李雅普諾夫穩定性理論時，作者使用瞭“能量函數”的概念，將其描述為係統內在的“自我約束機製”，這種人性化的錶達方式極大地拉近瞭理論與讀者的距離。即便是麵對復雜的數學證明，作者也會在關鍵步驟後插入一句總結性的評論，像是經驗豐富的導師在耳邊輕聲提點。這種教學相長的氛圍，讓長時間的深度閱讀不再是一種煎熬，而變成瞭一種智力上的愉悅探索。它成功地平衡瞭對精確性的要求和對可讀性的追求，做到瞭學術深度與傳播廣度之間的完美平衡。