自动控制原理与系统

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叶明超黄海 著
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店铺: 智博天恒图书专营店
出版社: 北京理工大学出版社
ISBN:9787564072575
商品编码:29351398193
包装:平装
出版时间:2013-02-01

具体描述

   图书基本信息
图书名称 自动控制原理与系统
作者 叶明超黄海
定价 48.00元
出版社 北京理工大学出版社
ISBN 9787564072575
出版日期 2013-02-01
字数
页码
版次 2
装帧 平装
开本 12k
商品重量 0.422Kg

   内容简介

《自动控制原理与系统(第2版)》由叶明超、黄海主编,介绍了经典控制理论的基本概念、基本理论和控制系统的基本分析方法及实际应用。主要内容有:自动控制的基本概念、控制系统的数学模型、控制系统的时域分析法和频域分析法、控制系统的校正、直流调速系统、直流脉宽调速系统、位置随动系统、交流变频调速系统、控制系统实例介绍等。各章均配有内容提要、小结和大量习题。
本书中给出了大量的应用实例,并针对实例中的问题由浅入深地给出了解决方法。全书力求突出物理概念、定性分析,回避烦琐的数学推导,叙述深入浅出,通俗易懂。
《自动控制原理与系统(第2版)》可作为普通高校电气技术、自动化技术、机电一体化技术以及电子技术等电类专业学生的教学用书,也可作为从事自动化工作的工程技术人员的参考用书。


   作者简介

   目录

章 自动控制的基本概念
1.1 自动控制理论概述
1.2 简要历史
1.3 自动控制系统的组成
1.3.1 人工控制与自动控制
1.3.2 自动控制的基本概念与组成
1.3.3 系统术语
1.3.4 自动控制系统的方块图表示
1.4 自动控制系统的分类
1.4.1 开环控制系统和闭环控制系统
1.4.2 定值、随动和程序控制系统
1.4.3 线性和非线性控制系统
1.4.4 连续和离散控制系统
1.4.5 单变量和多变量控制系统
1.5 自动控制系统举例
1.5.1 温度控制系统
1.5.2 位置随动系统
1.5.3 自动调速系统
1.6 自动控制系统的基本要求
1.7 本课程的学习任务与学习要求
本章小结
习题1

第2章 拉普拉斯变换及其应用
2.1 拉氏变换的概念
2.2 拉氏变换的运算定理
2.3 拉氏反变换
2.4 拉氏变换应用举例
本章小结
习题2

第3章 自动控制系统的数学模型
3.1 控制系统的微分方程
3.1.1 控制系统微分方程的建立
3.1.2 控制系统微分方程的求解
3.2 传递函数
3.2.1 传递函数的定义
3.2.2 传递函数的求取
32.3 传递函数的性质
3.3 控制系统的动态结构图
3.3.1 动态结构图的组成与画法
3.3.2 动态结构图的等效变换及化简
3.3.3 用公式法求传递函数
3.4 典型环节的数学模型及阶跃响应
3.4.1 典型环节的数学模型
3.4.2 典型环节的传递函数及阶跃响应
3.5 控制系统的传递函数
本章小结
习题3

第4章 控制系统的时域分析法
4.1 典型控制过程及性能指标
4.1.1 典型初始状态
4.1.2 典型输入信号
4.1.3 阶跃响应的性能指标
4.2 一阶系统的时域分析
4.3 二阶系统的时域分析
4.4 系统稳定性分析
4.4.1 稳定的基本概念
4.4.2 线性系统稳定的充分必要条件
4.4.3 劳斯稳定判据
4.4.4 两种特殊情况
4.4.5 劳斯稳定判据在系统分析中的应用
4.5 稳态性能的时域分析
4.5.1 稳态误差的基本概念
4.5.2 系统类型
4.5.3 参考输入信号作用下的稳态误差
4.5.4 扰动输入信号作用下的稳态误差
本章小结
习题4

第5章 控制系统的频域分析法
5.1 频率特性的概念
5.1.1 频率特性的基本概念
5.1.2 频率特性与传递函数的关系
5.1.3 频率特性的性质
5.1.4 频率特性的图形表示方法
5.2 典型环节的伯德图
5.2.1 比例环节
5.2.2 积分环节
5.2.3 微分环节
5.2.4 惯性环节
5.2.5 比例微分环节
5.2.6 振荡环节
5.2.7 一阶不稳定环节
5.2.8 小相位系统的概念
5.3 系统开环对数频率特性曲线的绘制
5.3.1 系统开环对数频率特性曲线绘制的一般步骤
5.3.2 开环对数频率特性曲线绘制举例
5.4 系统稳定性的频域分析
5.4.1 对数频率稳定判据
5.4.2 稳定裕量
5.5 动态性能的频域分析
5.5.1 三频段的概念
5.5.2 典型系统
本章小结
习题5

第6章 自动控制系统的校正
6.1 常用校正装置
6.1.1 无源校正装置
6.1.2 有源校正装置
6.2 串联校正
6.2.1 串联比例校正
6.2.2 串联比例微分校正
6.2.3 串联比例积分校正
6.2.4 串联比例积分微分校正
6.3 反馈校正
6.4 前馈控制的概念
本章小结
习题6

第7章 直流调速系统
7.1 直流调速系统概述
7.1.1 直流调速系统的基本概念
7.1.2 直流调速的三种方式
7.1.3 调压调速的三种主要形式
7.1.4 直流调速系统的性能指标
7.2 单闭环直流调速系统
7.2.1 闭环调速系统常用调节器
7.2.2 单闭环直流调速系统
7.2.3 无静差调速系统概述及积分控制规律
7.3 带电流截止负反馈的闭环调速系统
7.3.1 电流截止负反馈的引入
7.3.2 带电流截止负反馈的闭环调速系统静特性
7.3.3 带电流截止负反馈的闭环调速系统启动过程
7.4 闭环调速系统设计实例
本章小结
习题7

第8章 PWM直流脉宽调速系统
8.1 直流脉宽调制电路的工作原理
8.1.1 不可逆、无制动力PwM变换器
8.1.2 不可逆、有制动力PwM变换器
8.1.3 可逆PWM变换器
8.2 脉宽调速系统的控制电路
8.2.1 直流脉宽调制器
8.2.2 逻辑延时电路
8.2.3 基极驱动电路和保护电路
8.3 PwM直流调速装置的系统分析
8.3.1 总体结构
8.3.2 PwM脉宽调制变换器的传递函数
8.3.3 系统分析
8.4 由PwM集成芯片组成的直流脉宽调速系统实例
8.4.1 SGl731芯片简介
8.4.2 由sGl731组成的直流调速系统。本章小结
习题8

第9章 位置随动系统
9.1 位置随动系统组成及其基本特征
9.1.1 位置随动系统的组成
9.1.2 位置随动伺服系统的分类
9.1.3 随动伺服系统的控制方式
9.2 位置伺服系统的部件功能及工作原理
9.2.1 位置检测元件
9.2.2 执行元件
9.2.3 相敏整流与滤波电路
9.2.4 放大电路
9.3 位置随动伺服系统的控制特点与实例分析
9.3.1 系统组成原理图
9.3.2 系统组成框图
9.3.3 系统自动调节过程
9.4 位置伺服系统的控制性能分析与校正设计
9.4.1 系统的稳态性能分析
9.4.2 系统的动态性能分析
本章小结
习题9

0章 异步交流电动机变频调速系统
10.1 交流变频调速的基本概念
10.1.1 交流调速系统简介
10.1.2 交流变频调速的基本控制方式
10.2 标量控制的变频调速系统
10.2.1 控制输出电压的方式
10.2.2 U/F比例控制方式
10.2.3 转差频率控制方式
10.3 矢量控制的调速系统
10.3.1 基于转差频率控制的矢量控制方式
10.3.2 无速度传感器的矢量控制方式
10.4 脉宽调制型交流变频调速系统
10.4.1 PWM型变频器工作原理
10.4.2 PwM型变频调速系统的主电路
10.4.3 PwM型变频调速系统的控制电路
本章小结
习题10

1章 复杂自控系统建模实例——两轮自平衡小车
11.1 两轮自平衡小车简介
11.2 两轮自平衡小车的工作原理
11.3 倒立摆的分类及研究的意义
11.3.1 倒立摆的分类
11.3.2 倒立摆研究的意义
11.4 倒立摆模型——复杂控制系统的研究方法
11.4.1 控制理论的发展历程及系统控制的基本方法
11.4 ,2非线性系统的线性化方法
11.5 自平衡小车的硬件组成及建模分析
11.5.1 自平衡小车的系统结构
11.5.2 自平衡小车系统的硬件组成及实现
11.6 两轮自平衡小车的建模
11.6.1 小车车体的运动分析
11.6.2 动力学建模
11.7 系统非线性模型的线性化
11.7.1 基于泰勒级数的近似线性化方法求解过程
11.7.2 对具体两轮自平衡小车的近似化线性模型
11.8 不同的线性化模型的Matlab性能仿真比较
11.8.1 两种模型的可控角范围比较
11.8.2 在可控范围内的性能比较
11.8.3 系统抗干扰能力的比较
11.8.4 灵敏度的比较
本章小结

附录
附录一自动控制原理虚拟实验系统的开发与应用
附录二自动控制技术常用术语中、英文对照
参考文献


   编辑推荐

   文摘

   序言

《智能时代:掌控未来的关键技术》 在这个飞速发展的时代,我们正被一股名为“智能”的浪潮深刻地改变着。从科幻电影中的场景走入现实,人工智能、大数据、物联网等前沿技术正以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面,重塑着社会结构、经济模式乃至人类自身的认知。然而,在这场由科技驱动的深刻变革中,我们并非被动地接受,而是有机会主动地参与和引领。 《智能时代:掌控未来的关键技术》并非一本技术手册,也非艰涩的学术论文集,它更是一次关于理解、适应与驾驭智能时代浪潮的深度探索。本书旨在为每一位对未来感到好奇、希望把握时代脉搏的读者提供一个清晰的视角,揭示隐藏在“智能”光鲜外表下的核心驱动力,以及它们如何共同编织出我们正在经历的这场革命。 一、 智能的基石:数据与算法的交响曲 本书的第一部分将深入剖析智能时代的基石——海量的数据与精妙的算法。我们将追溯数据从采集、存储、清洗到分析的完整生命周期,理解数据在现代社会中所扮演的“石油”角色,以及如何从看似杂乱无章的数字海洋中提炼出有价值的信息。 数据的维度与价值: 我们将探讨不同类型的数据(结构化、非结构化、半结构化),以及它们各自的应用场景。例如,社交媒体数据如何揭示用户行为模式,传感器数据如何实现环境监测,图像和语音数据又如何驱动更智能的交互体验。本书会深入浅出地讲解数据挖掘的基本概念,例如关联规则、聚类分析、分类预测等,阐述这些技术如何帮助我们发现隐藏的规律,并为决策提供依据。 算法的演进与革新: 紧随数据之后,我们将聚焦于驱动智能的算法。本书不会纠缠于复杂的数学公式,而是通过生动的案例,阐释机器学习、深度学习等关键算法的思想精髓。我们将了解监督学习、无监督学习、强化学习等不同范式,理解它们各自的优势与局限。例如,我们为何能够通过图像识别准确地分辨猫狗,语音助手为何能理解我们的指令,推荐系统又为何能精准推送我们可能感兴趣的内容。本书将揭示这些“魔法”背后,正是大量算法在不断地学习、优化和适应。 算力的飞跃: 数据和算法的强大潜力,离不开算力的支持。我们将简要回顾计算能力的指数级增长,从早期的超级计算机到如今的云计算和边缘计算,探讨算力的进步如何为复杂算法的运行提供了可能,也为智能应用的普及奠定了基础。 二、 智能的应用:重塑各行各业的变革力量 在理解了智能的基石后,本书的第二部分将目光投向智能技术在现实世界中的广泛应用,及其带来的颠覆性变革。我们将通过一个个鲜活的案例,展现智能如何深入到我们生活的方方面面,推动社会进步。 智慧城市与智能交通: 想象一下,一个城市能够通过数据实时感知交通拥堵,智能调度交通信号灯,预测停车位需求,甚至优化公共交通线路。本书将探讨智慧城市如何利用物联网、大数据和人工智能技术,提升城市管理效率,改善居民生活质量,并为可持续发展注入新动能。在智能交通领域,我们将深入了解自动驾驶技术的发展历程、挑战与未来,以及车联网如何构建更安全、更高效的出行生态。 智能医疗与健康守护: 医疗健康是人工智能大显身手的关键领域。本书将介绍人工智能在疾病诊断、药物研发、个性化治疗、健康监测等方面的应用。例如,AI如何辅助医生读取医学影像,提高诊断的准确性;如何加速新药的发现过程,降低研发成本;如何通过可穿戴设备实时监测用户的健康数据,实现疾病的早期预警。 智能制造与工业升级: 工业4.0已不再是遥远的口号,而是正在发生的现实。本书将探讨智能技术如何赋能制造业,实现生产流程的自动化、智能化和柔性化。我们将了解机器人技术、工业物联网、数字孪生等概念,以及它们如何帮助企业提高生产效率,降低成本,并实现更精细化的质量控制。 智能金融与风险控制: 金融行业是数据驱动的典型代表。本书将分析人工智能在金融领域的应用,包括智能投顾、风险评估、反欺诈、量化交易等。我们将探讨AI如何帮助投资者做出更明智的决策,如何提升金融机构的风险管理能力,以及如何构建更普惠、更安全的金融服务体系。 智能教育与个性化学习: 教育的未来,将是更加个性化和智能化的。本书将探讨智能技术如何改变学习方式,例如智能辅导系统、自适应学习平台、虚拟现实教学等。我们将了解AI如何根据学生的学习进度和特点,提供定制化的学习内容和反馈,从而最大程度地激发学生的学习潜力。 智能生活与便捷体验: 从智能家居到智能助手,从个性化推荐到虚拟现实娱乐,智能技术正以前所未有的方式提升着我们的生活品质。本书将描绘智能技术如何融入日常生活,带来更便捷、更舒适、更富乐趣的体验。 三、 智能的挑战与未来:伦理、安全与人类的责任 在享受智能科技带来的便利与机遇的同时,我们也必须正视其带来的挑战和潜在风险。本书的第三部分将聚焦于智能时代的伦理、安全和社会影响,并展望未来的发展方向。 伦理困境与公平原则: 随着人工智能能力的增强,关于算法偏见、隐私泄露、就业替代等伦理问题日益凸显。本书将深入探讨这些挑战,例如AI在招聘、信贷审批等领域可能存在的歧视性,以及如何确保数据使用的合规性和用户的隐私安全。我们将思考如何在推动技术进步的同时,构建一个更加公平、公正的智能社会。 安全风险与应对策略: 智能系统的广泛应用,也带来了新的安全风险,如网络攻击、数据滥用、AI武器化等。本书将分析这些潜在威胁,并探讨如何构建更强大的安全防护体系,确保智能技术的健康发展。 就业变迁与技能重塑: 自动化和智能化在提高生产力的同时,也对传统就业岗位带来了冲击。本书将探讨人工智能对未来就业市场的影响,并提出关于终身学习、技能升级以及创造新型就业机会的思考。 人类的定位与未来: 面对日益强大的智能技术,我们不禁要思考人类在智能时代的角色和未来。本书将鼓励读者思考,技术是工具,而人类才是创造者和决策者。我们将强调批判性思维、创造力、情商等人类独有的价值,以及如何与智能技术协同合作,共同创造更美好的未来。 面向未来的展望: 最后,本书将带领读者展望智能技术的未来发展趋势,例如通用人工智能的探索、人机共生的新模式、智能技术在太空探索、环境保护等领域的潜在应用。我们将鼓励读者保持开放的心态,积极拥抱变革,并为塑造一个更加智能、更加美好的未来贡献自己的力量。 《智能时代:掌控未来的关键技术》是一本邀请您参与对话的书,它不是要给出所有问题的答案,而是要激发您对这些问题的思考。通过本书,您将能够更深刻地理解智能技术的发展逻辑,洞察其带来的机遇与挑战,并最终找到自己在智能时代的位置,成为掌控自己未来,甚至参与塑造人类未来的积极力量。

用户评价

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坦白讲,初次翻阅时,我对其内容的易读性持保留态度,毕竟涉及到微分方程和线性代数,门槛自然不低。但随着深入阅读,我发现作者在讲解那些晦涩难懂的概念时,所采用的类比和实际案例的选取非常巧妙,极大地降低了学习曲线。比如,作者在解释反馈机制的本质时,并没有直接抛出复杂的数学定义,而是先从一个日常生活中调节水温的例子入手,一下子就将抽象的“误差信号”具象化了。这种“先塑形,后赋能”的教学策略,对于自学者来说简直是福音。尽管如此,书中在处理某些高级的非线性控制问题时,篇幅似乎略显仓促,感觉像是一个精彩章节的引子,如果能再增加一些更贴近工业现场的非线性补偿案例分析,比如滑模控制或自适应控制的初步介绍,这本书的实用价值会更上一层楼。

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这本书的理论深度和广度令人印象深刻,它不仅仅停留在传统控制理论的经典框架内打转,而是巧妙地将现代控制的先进思想融入其中,形成了一种非常扎实的知识体系。作者在阐述状态空间法时,那种层层递进的逻辑推导,简直像是在进行一场精妙的智力游戏,每一步的引入都有其必然性,让人很容易跟上作者的思路。特别是关于系统稳定性的分析部分,引入了李雅普诺夫函数的多种构造方法,并且清晰地指出了每种方法适用的具体场景和局限性,这种实战导向的讲解方式,远比教科书上那种纯粹的数学演绎来得更有价值。我特别欣赏作者在引入控制器的设计实例时,那种由宏观到微观的视角转换,它帮助我建立了一个完整的认知模型,明白理论是如何落地成为实际工程解决方案的桥梁。

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这本书的语言风格显得非常严谨、一丝不苟,每一个术语的使用都力求精准无误,这在技术文档中是至关重要的品质。作者的叙事节奏沉稳,很少使用花哨的修辞,所有的论证都建立在严密的逻辑推理之上,读起来有一种坚实可靠的感觉。我注意到作者在处理传递函数与状态空间表示的相互转换时,展现了极高的数学功底,不仅给出了转换公式,还深入剖析了为什么在不同场景下会选择使用不同的描述方法,这种对“为什么”的探究,远超一般教材的深度。然而,这种极度的严谨性也无意中带来了一点点冷峻感,对于初次接触控制理论的新手来说,可能会觉得文字密度过大,缺乏一些更具亲和力的辅助说明文字或幽默的脚注来活跃气氛,使得学习过程在精神上需要付出更多的集中力去消化这些信息。

评分

这本书的装帧设计很有意思,封面采用了一种深邃的蓝色调,配上简约的白色字体,整体给人一种既专业又略带神秘的感觉。拿到手里的时候,能感受到纸张的质感相当不错,厚实且光滑,翻阅起来非常顺手,这对于需要反复查阅资料的技术书籍来说,绝对是一个加分项。内页的排版布局也十分考究,图表和文字之间的留白处理得恰到好处,即便是复杂的数学公式和结构图,也能清晰地呈现在读者面前,长时间阅读也不会感到视觉疲劳。不过,我注意到一些插图的分辨率似乎略显粗糙,尤其是一些细节比较丰富的系统框图,在放大观察时,线条的边缘处理得不够锐利,这在对精度要求极高的工程领域,可能会稍微影响一些读者的体验。总的来说,从物理层面上看,这本书的制作水准是让人满意的,看得出出版社在实体书的呈现上下了一番功夫,让人愿意把它放在书架上,随时可以取阅。

评分

这本书的章节安排显示出一种非常清晰的学术脉络,它似乎是为那些已经对自动控制有初步接触,但渴望系统性深化理解的工程师或研究生量身定制的。它的结构不是简单地堆砌公式,而是像搭建一座复杂的工业设施,从基础的系统建模(输入/输出表示)开始,稳步推进到性能指标的量化,再到控制器(PID)的精调,最后上升到更具挑战性的最优控制和鲁棒控制前沿。我尤其赞赏作者在每一章末尾设置的“思考与实践”环节,这些问题往往不是简单的公式套用,而是需要读者结合所学知识进行综合分析和设计,这极大地锻炼了分析问题的能力。唯一的不足是,书中引用的参考文献列表显得有些陈旧,如果能增加一些近十年内关于智能算法在控制领域应用的引用,比如基于强化学习的控制策略探索,那将更能体现其与时俱进的精神。

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