控製工程基礎 第3版 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

孔祥東，王益群 著

圖書標籤:

• 控製工程
• 自動控製
• 係統分析
• 數學模型
• 傳遞函數
• 穩定性
• 頻率響應
• 控製係統設計
• 現代控製理論
• MATLAB仿真

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111079248

商品編碼：29729486449

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-09-01

基本信息

書名：控製工程基礎 第3版

定價：38.00元

作者：孔祥東,王益群

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2017-09-01

ISBN：9787111079248

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.400kg

編輯推薦

---

內容提要

---

　　本書為普通高等教育“十一五”*規劃教材。
　　本書主要介紹工程中廣為應用的經典控製理論和現代控製理論中控製係統分析與綜閤的基本方法。全書共分十章：前六章屬於經典控製理論國的綫性定常連續控製係統問題，闡明瞭自動控製的三個基本問題，即模型、分析和控製；第七章和第八章分彆為非綫性係統及機采樣控製係統；第九章為現代控製理論基礎；第十章為典型控製係統的分析與設計實例。本書總結瞭編者多年教學經驗，且參考國內外教材特點，精選內容；敘述透徹，易教易學；強調基本概念和工程背景，適應麵寬；正文中穿插有較多的例題，附有大量的習題（部分有答案），便於讀者自學。
　　本書配有多媒體教學課件，需要者請根據書末的“讀者信息反饋錶”索取。
　　本書適於機械工程、電氣工程、儀器科學與工程、動力工程、效能運輸工程、生物醫學工程以及材料加工等工學專業的教材，也可供有關科技人員參考。

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

《現代控製理論導論》：掌控動態世界的智慧之鑰 在科技飛速發展的今天，理解和駕馭復雜係統已成為各領域人纔必備的核心能力。從精密儀器的精準調控，到龐大交通網絡的有序運行，再到人工智能的自主決策，這一切的背後都離不開嚴謹的科學理論與先進的技術方法。《現代控製理論導論》正是這樣一本旨在引領讀者走進控製工程精彩世界的入門之作，它以清晰的脈絡、豐富的實例和深入淺齣的講解，為渴望掌握動態係統本質的您，開啓一扇通往智慧殿堂的大門。 本書並非僅僅羅列枯燥的公式，而是緻力於建立讀者對控製係統整體概念的深刻理解。我們將從最基本的問題齣發：為什麼我們需要控製？一個控製係統是如何工作的？它的主要組成部分有哪些？通過一係列生動貼切的例子，例如傢用恒溫器的溫度調節、汽車巡航係統的速度保持，以及工業生産綫上機械臂的精確運動，讀者將直觀地感受到控製係統在日常生活和工業生産中的無處不在與重要價值。這些例子將貫穿全書，幫助抽象的理論概念變得具象可感。 本書的首要目標是幫助您建立紮實的數學基礎，為深入學習控製理論做好準備。我們不會迴避必要的數學工具，但會以一種循序漸進、力求易懂的方式進行呈現。我們將從綫性代數中的矩陣運算、嚮量空間等基礎概念入手，理解它們在描述係統狀態和傳遞函數中的作用。隨後，我們將重點介紹微分方程，這是描述動態係統隨時間演變的語言。通過學習如何建立和求解綫性常微分方程組，讀者將能夠模擬和預測係統的行為。此外，拉普拉斯變換作為一種強大的數學工具，將成為我們分析和設計控製係統的關鍵。本書將詳細講解拉普拉斯變換的性質及其在求解微分方程和分析係統頻率響應中的應用，使其不再是高不可攀的數學符號，而是解決工程問題的得力助手。 在打好數學基礎之後，我們將正式步入控製理論的核心領域。本書將係統地介紹連續時間綫性時不變（LTI）係統的基本概念。我們將深入探討係統的時域分析方法，包括零輸入響應、零狀態響應以及全響應的計算。通過分析係統的瞬態響應（如超調、上升時間、調節時間）和穩態響應（如穩態誤差），讀者將能夠評估係統的性能錶現。本書還會引入係統建模的關鍵概念，如傳遞函數和方框圖，它們是描述係統輸入輸齣關係、理解係統結構和進行係統分析的有力工具。讀者將學習如何根據物理係統的數學模型推導齣傳遞函數，並理解傳遞函數在係統分析和設計中的重要作用。 頻率域分析是控製係統設計中不可或缺的另一重要方麵。本書將詳細闡述奈奎斯特穩定性判據、根軌跡法和伯德圖等經典頻率響應分析工具。通過奈奎斯特圖，我們可以直觀地判斷係統的穩定性，瞭解其穩定裕度。根軌跡法則能夠揭示反饋增益變化時係統極點（從而決定係統動態特性）的軌跡，為係統參數優化提供指導。而伯德圖則是分析係統幅頻和相頻特性的重要工具，它能夠幫助我們瞭解係統在不同頻率下的響應情況，並據此進行濾波器設計和控製器設計。這些頻率域分析方法將幫助讀者深入理解係統的動態特性，並為後續的控製器設計奠定堅實的基礎。 本書將重點介紹兩種主要的控製策略：PID（比例-積分-微分）控製器和狀態反饋控製器。PID控製器以其結構簡單、易於實現、效果良好的特點，在工業界得到瞭極其廣泛的應用。本書將詳細講解P、I、D各部分的物理意義以及它們對係統性能的影響。讀者將學習如何根據係統特性和性能要求，閤理整定PID控製器的三個參數，以達到期望的控製效果。同時，本書也會深入探討狀態反饋控製的原理和方法。狀態反饋控製器通過利用係統的所有狀態變量來設計反饋律，能夠實現更優的控製性能，例如更快的響應速度、更小的超調量以及更強的抗擾能力。本書將介紹如何利用可控性和可觀測性等概念來設計狀態反饋控製器，並探討極點配置等關鍵技術。 穩定性是控製係統設計的基石。沒有穩定性的保證，任何高性能的係統都將失去意義。本書將花費大量篇幅深入闡述係統的穩定性問題。我們將從李雅普諾夫穩定性理論的樸素思想入手，逐步深入到其嚴謹的數學錶述。讀者將學習如何利用李雅普諾夫函數來判斷係統的穩定性，以及李雅普諾夫第二方法在分析非綫性係統穩定性中的優勢。此外，本書還將詳細介紹Routh-Hurwitz穩定性判據，它提供瞭一種代數方法來判斷綫性係統的穩定性，無需求解特徵方程，在實際工程設計中尤為便捷。我們將通過大量的實例分析，幫助讀者掌握不同穩定性判據的應用，並深刻理解穩定裕度對於係統魯棒性的重要性。 除瞭上述核心內容，《現代控製理論導論》還將觸及一些更廣泛和前沿的控製工程議題。我們將簡要介紹最優控製的基本思想，它旨在找到使某個性能指標最優的控製策略，例如最小化能量消耗或時間。讀者將瞭解動態規劃和龐特裏亞金最小值原理等概念，為進一步探索更高級的優化控製問題打下基礎。此外，本書還將對數字控製係統進行初步介紹。隨著計算機技術的發展，數字控製器在現代工程中扮演著越來越重要的角色。我們將探討離散時間係統的建模、分析以及數字PID控製器的設計方法，讓讀者初步領略數字控製的魅力。 本書的編寫風格力求嚴謹而又不失靈活，力求在理論深度和實踐應用之間取得平衡。每章都配有豐富的例題和習題，幫助讀者鞏固所學知識，提升解決實際問題的能力。例題涵蓋瞭從簡單的電路係統、機械係統到更復雜的液壓係統、熱力係統等多種工程應用場景，力求讓讀者在解決具體問題的過程中，不斷加深對控製理論的理解。習題則包括瞭理論推導、數值計算和係統分析等多種類型，旨在全麵鍛煉讀者的分析能力和工程實踐能力。 《現代控製理論導論》不僅僅是一本教科書，更是一本引領您探索控製工程世界、培養您駕馭動態係統智慧的指南。無論您是自動化、電氣工程、機械工程、航空航天等相關專業的學生，還是希望提升在相關領域解決復雜工程問題能力的工程師，本書都將是您不可或缺的得力助手。通過學習本書，您將能夠深刻理解係統的動態行為，掌握設計穩定、高效控製係統的關鍵技術，從而在瞬息萬變的科技浪潮中，成為一名能夠真正掌控動態世界的智慧工程師。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當樸實，初看之下，那種深沉的藍色調和規整的字體排版，讓人立刻聯想到嚴謹的學術氣息。我當初買它，主要是衝著作者在自控領域那赫赫有名的聲望去的，畢竟在這個領域，有些名字本身就是質量的保證。翻開扉頁，目錄的編排就讓我眼前一亮，它不像有些教材那樣將知識點堆砌得雜亂無章，而是呈現齣一種清晰的邏輯層次感。從最基礎的係統描述，到狀態空間模型的建立，再到控製器的設計，每一步的過渡都顯得水到渠成。尤其值得稱道的是，它並沒有停留在純粹的理論推導上，而是非常注重與實際工程應用的結閤。書中穿插的那些案例分析，雖然篇幅不長，但卻能精準地抓住問題的核心，比如在機械臂控製和過程控製中的應用實例，讓我對抽象的數學模型有瞭更直觀的理解。我個人覺得，對於初次接觸控製理論的學生來說，這本書的難度設置得恰到好處，既能讓你領略到理論的精妙，又不會因為過度抽象而感到望而卻步。它更像一位循循善誘的導師，引導著你一步步深入這門學科的殿堂，而不是直接扔給你一堆需要啃食的硬骨頭。書中的習題設計也很有水平，從簡單的概念檢驗到復雜的綜閤設計題都有覆蓋，極大地鍛煉瞭我的問題解決能力。

評分☆☆☆☆☆

從教學方法的角度來看，這本書的編排似乎更傾嚮於研究生的層次，或者至少是高年級本科生的深入選修課。它采用瞭非常“自上而下”的教學路徑。它首先建立起一個宏大的控製理論框架，然後纔逐步深入到各個子模塊的細節。這種方式的好處是讀者能迅速建立起全局觀，明白自己所學知識在整個學科體係中的位置。然而，對於那些基礎相對薄弱、需要紮實打好每一步地基的學生而言，這種方式可能略顯激進。舉個例子，在引入狀態觀測器時，它直接使用瞭卡爾曼濾波的結構，雖然強大，但對於初學者來說，從零開始推導一個簡單的觀測器可能更具啓發性。我體會到，如果這本書能增加一個“初階模塊”，用更慢的節奏和更基礎的例子去鋪墊核心概念，然後再無縫過渡到目前這種更具深度的論述，那麼它的受眾麵將會更廣。它更像是一本“進階手冊”，而不是一本“入門百科全書”，這使得我在初期閱讀時，必須花費大量精力去“消化”而不是簡單地“吸收”知識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的文字風格真是讓人又愛又恨，愛的是它在闡述復雜概念時，那種近乎外科手術般精準的措辭，幾乎沒有一句廢話。恨的是，對於我這種背景相對薄弱的初學者來說，初次閱讀時，常常需要反復咀嚼纔能真正領會其深意。我記得剛開始看關於李雅普諾夫穩定性理論的那一章時，簡直像在啃一塊無比堅硬的石頭。作者似乎默認讀者已經具備瞭相當紮實的綫性代數和微分方程基礎，因此在迴顧這些預備知識時，筆墨非常簡練，幾乎是一筆帶過。這對於已經忘得差不多的我來說，確實造成瞭一定的閱讀障礙。我不得不經常停下來，翻閱其他參考書來補足背景知識，這無疑拖慢瞭整體的進度。但是，一旦跨過那道坎，你會發現作者的嚴謹性帶來的好處是巨大的：書中所有的論證都無懈可擊，幾乎沒有齣現任何模糊不清的錶述。特彆是關於現代控製理論那幾章，那些從帕纍托最優到最優控製的推導，那種邏輯的嚴密性，讀起來簡直是一種享受。它要求讀者必須全身心投入，稍微走神，可能就會錯過一個關鍵的推導步驟，所以強迫我提高瞭閱讀的專注度。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書在圖示和排版上，我覺得還有很大的提升空間。盡管內容質量毋庸置疑，但視覺上的體驗總感覺差那麼一點火候。很多關鍵的信號流圖或者傳遞函數方塊圖，雖然清晰地標明瞭各個環節，但如果能增加一些動態的示意圖或者更生動的顔色區分，對於理解係統的反饋機製可能會更有幫助。比如，在分析暫態響應時，如果能配上幾組不同阻尼比下的階躍響應麯綫對比圖，並用不同顔色清晰地標注齣來，而不是僅僅用文字描述參數變化帶來的影響，那麼學習效果必然會更好。另外，書本的裝訂質量也需要吐槽一下，由於我翻閱和做筆記的頻率非常高，特彆是內頁的裝訂處，已經開始齣現輕微的鬆動跡象。這對於一本需要反復查閱的工具書來說，確實是一個潛在的隱患。我希望未來的版本在硬件製作上能更加注重耐用性，畢竟知識的價值是長久的，書籍的物理形態也應該與之匹配。總體來說，這本書的“內功”深厚，但“外形”略顯保守，有點像一位功力深厚的武林高手，穿著一件樸素的布衣。

評分☆☆☆☆☆

這本書最大的亮點，在我看來，在於它對“魯棒性”這一現代控製思想的引入和闡述。很多傳統的控製教材，往往把重點放在如何設計齣在理想模型下錶現完美的控製器，但這本書很早就強調瞭模型不確定性和外部擾動對實際控製係統的影響。作者用相當大的篇幅討論瞭H無窮控製和滑模控製等前沿技術，並且沒有將它們束之高閣，而是試圖用一種相對易懂的方式將其融入到基礎框架之中。書中關於“工程化思維”的強調貫穿始終，它不是教你如何做數學證明，而是教你如何利用數學工具去解決一個真實的工程難題。例如，在設計控製器時，它會引導讀者思考“這個控製器在實際物理係統中可能會遇到哪些非綫性問題？”，這種前瞻性的視角對於培養未來的工程師至關重要。我發現，正是因為這本書，我纔開始真正意識到，控製工程不僅僅是解微分方程，它更是一門關於“妥協與平衡”的藝術，你總需要在性能、穩定性和對不確定性的容忍度之間找到一個最佳的平衡點。