包邮自动控制原理 第3版第三版 21世纪高等学校规划教材·电子信息 余成波 著 清华大学出版社图书籍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 清华大学

ISBN：9787302478027

商品编码：29730208036

书名：	自动控制原理（3版）（21世纪高等学校规划教材·电子信息）
出版社：	清华大学出版社
出版日期	2018
ISBN号：	9787302478027

本书主要介绍分析和设计反馈控制系统的经典理论和应用方法。全书共8章，内容包括自动控制系统的基本概念，自动控制系统的数学模型，自动控制系统的时域分析法、根轨迹法、频率特性法，控制系统的校正、非线性控制系统、离散控制系统的分析和综合应用等。在每章后面分别介绍了MATLAB在自动控制理论中的一些应用，以及如何利用计算机辅助设计方法解决自动控制领域的一些系统分析和设计问题。同时，各章均提供了一定数量的习题与MATLAB实验题，以帮助读者理解基本概念并掌握分析和设计方法。

本书可作为高等工科院校自动化及相关专业的教材，也可供从事自动化方面工作的科技人员学习参考。

目录

1章控制系统的基本概念

1.1引言

1.2开环控制系统与闭环控制系统

1.2.1开环控制系统

1.2.2闭环控制系统

1.3自动控制系统的组成

1.3.1基本组成部分

1.3.2自动控制系统中常用的名词术语

1.4自动控制系统的分类

1.4.1按输入信号的特点分类

1.4.2按描述系统的动态方程分类

1.4.3按系统的参数是否随时间而变化分类

1.4.4按信号的传递是否连续分类

1.5自动控制系统的应用实例

1.5.1炉温控制系统

1.5.2导弹发射架方位控制系统

1.5.3计算机控制系统

1.6自动控制理论发展简史

1.7对自动控制系统的基本要求

习题

2章自动控制系统的数学模型

2.1控制系统微分方程的建立

2.1.1机械系统

2.1.2电系统——RLC串联网络

2.1.3机电系统

2.2非线性系统微分方程的线性化

2.2.1小偏差线性化的概念

2.2.2非线性系统(元件)线性化处理举例

2.2.3系统线性化的条件及步骤

2.3传递函数

2.3.1传递函数的定义和性质

2.3.2用复数阻抗法求电网络的传递函数

2.3.3典型环节及其传递函数

2.4控制系统的结构图及其等效变换

2.4.1结构图的基本概念

《系统动力学模型与仿真：复杂系统分析的利器》 内容概要： 本书深入探讨了系统动力学（System Dynamics）的核心理论、建模方法与仿真技术。系统动力学作为一种研究复杂系统行为的有力工具，能够揭示系统内部因果关系、反馈回路以及时间延迟等因素如何共同作用，从而导致系统呈现出非线性和动态的演变。本书旨在为读者构建一个坚实的系统动力学理论基础，并提供一套行之有效的建模与仿真实践指南。 第一部分：系统动力学基础理论 本部分将首先介绍系统动力学诞生的历史背景、核心思想及其在认识世界方面的独特视角。我们将追溯梅萨罗维奇、福瑞斯特等先驱的研究成果，理解系统动力学如何从控制论、信息论和系统论等学科中汲取养分，并形成其独特的方法论。 系统思维的引入： 读者将学习如何从宏观、整体的角度看待问题，理解“整体大于部分之和”的哲学思想。我们将重点阐述系统思维的关键要素，包括边界、要素、结构、功能、环境以及演化等概念。 反馈回路的本质： 反馈是系统动力学的灵魂。本部分将详尽介绍正反馈和负反馈的概念及其在系统中的作用。通过大量经典案例，如人口增长、经济波动、生态系统失衡等，揭示反馈回路如何驱动系统的增长、稳定或衰退，并解释为何许多复杂系统的行为模式并非线性叠加的结果，而是反馈相互作用的产物。 存量与流量的辨析： 存量（Stock）代表系统在某一时间点的积累量，而流量（Flow）则描述了存量随时间的变化率。本书将清晰界定这两者的概念，并通过直观的图示和实例，帮助读者理解如何识别和量化系统中的存量与流量，这是构建模型的基础。例如，河流中蓄积的水量为存量，流入或流出的水量为流量；一个公司中的员工数量为存量，招聘或离职率则为流量。 时间延迟的分析： 时间延迟在复杂系统中无处不在，并深刻影响着系统的行为。本书将系统地介绍不同类型的时间延迟（如传递延迟、状态延迟等），以及它们如何导致系统的振荡、惯性或超调等现象。理解时间延迟的机制对于准确预测系统响应至关重要。 因果回路图（Causal Loop Diagrams, CLDs）的绘制与分析： CLDs是一种直观表达系统内部变量之间因果关系和反馈结构的可视化工具。本书将详细讲解CLDs的绘制规则、符号表示以及如何利用CLDs来初步识别系统的关键反馈回路和潜在问题。我们将通过实际案例演示如何从复杂的现象中提炼出简明的因果关系，并初步预测系统行为的趋势。 第二部分：系统动力学建模方法 本部分将聚焦于系统动力学模型的构建过程，从概念模型的建立到具体模型的实现，提供一套系统化的方法论。 问题界定与目标设定： 任何模型的构建都始于对研究问题的清晰界定和对模型目标的明确设定。本书将指导读者如何识别需要研究的系统，明确模型的范围和边界，并设定研究问题所要达到的目标。 概念模型的设计： 在将系统转化为模型之前，构建一个概念模型是关键的一步。本书将介绍如何通过对系统变量的识别、关系梳理和初步的因果分析，形成对系统结构和动态特性的初步理解。 存量-流量图（Stock and Flow Diagrams, SFDs）的绘制： SFDs是系统动力学模型的图形化表示，清晰地展示了系统中的存量、流量、辅助变量以及它们之间的相互关系。本书将详细讲解SFDs的绘制规范，包括各种符号的含义、连接方式以及如何根据概念模型逐步构建出详细的SFDs。 方程的建立与参数化： SFDs是建立模型方程的基础。本部分将指导读者如何将SFDs中的元素转化为数学方程，包括描述流量如何随存量和其他变量变化的方程，以及辅助变量的计算方程。我们将讨论参数的确定方法，包括基于历史数据校准、专家访谈以及文献查阅等。 模型的验证与敏感性分析： 模型构建完成后，对其进行验证和敏感性分析是确保模型有效性的重要环节。本书将介绍模型的结构有效性、参数有效性以及行为有效性等验证方法。敏感性分析则旨在揭示模型输出对输入参数变化的敏感程度，从而识别模型中的关键参数和不确定性来源。 第三部分：系统动力学仿真与应用 本部分将带领读者进入仿真阶段，学习如何利用专业的软件工具来模拟系统行为，并探讨系统动力学在各个领域的广泛应用。 仿真软件的介绍与使用： 本书将重点介绍当前主流的系统动力学仿真软件（例如，Vensim、Stella等），并提供详细的操作指南，包括模型的输入、运行、结果输出与可视化等。读者将学会如何利用这些工具来模拟模型的动态行为，观察系统在不同情境下的演变过程。 政策模拟与情景分析： 系统动力学模型最大的价值在于其对政策模拟和情景分析的强大支持。本书将演示如何通过改变模型中的参数、方程或结构，来模拟不同政策措施的效果，并评估其对系统长期行为的影响。读者将学习如何构建不同的情景，以应对未来可能出现的各种变化。 案例分析与实践应用： 本部分将提供一系列来自不同领域的系统动力学应用案例，涵盖经济管理、社会发展、环境保护、医疗卫生、城市规划等。通过对这些案例的深入剖析，读者将能够理解系统动力学如何被应用于解决现实世界中的复杂问题，并从中学习到具体的建模思路和分析方法。例如，我们将展示如何构建一个城市交通拥堵的系统动力学模型，并模拟不同交通管理政策的实施效果；或者如何建立一个人口老龄化的模型，分析其对社会保障体系的影响。 模型解读与沟通： 模型的最终目的是为了更好地理解系统并指导决策。本书将强调如何有效地解读仿真结果，并以清晰易懂的方式向非专业人士沟通模型分析的结论。有效的沟通能够最大程度地发挥系统动力学分析的价值。 本书特色： 理论与实践相结合： 本书不仅提供了扎实的理论基础，更注重实践操作，通过丰富的案例和详细的步骤指导，帮助读者掌握系统动力学建模与仿真的具体技能。 逻辑严谨，由浅入深： 内容编排循序渐进，从基础概念到高级应用，确保读者能够逐步理解和掌握复杂理论。 图文并茂，可视化强： 大量采用图示、图表和模型截图，直观地展示概念和方法，降低学习难度。 案例丰富，应用广泛： 涵盖多个领域，旨在让读者看到系统动力学解决实际问题的潜力和方法。 面向未来，强调创新： 鼓励读者运用系统动力学思维，探索和解决未来可能面临的挑战。 本书适合读者： 本书适合高等院校相关专业（如管理科学与工程、系统工程、经济学、环境科学、社会学、公共管理等）的本科生、研究生，以及从事政策研究、战略规划、企业管理、项目管理等工作的专业人士。任何对复杂系统分析、决策支持以及动态模拟感兴趣的读者，都将从本书中获益。 通过学习本书，读者将能够： 培养系统性思维能力，以更宏观、动态的视角理解复杂问题。 掌握系统动力学建模的基本方法和流程。 熟练运用专业软件进行系统仿真，并对仿真结果进行科学解读。 能够利用系统动力学工具进行政策模拟和情景分析，为决策提供科学依据。 初步将系统动力学应用于自身的研究领域或工作实践中。 本书不仅仅是一本教材，更是一把开启认识和解决复杂系统问题的钥匙。它将引导您进入一个更加深刻理解世界运转规律的旅程。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在校学生，我手里握着好几本不同版本的控制原理教材，但不得不说，这本“包邮自动控制原理 第3版”在内容的更新和与时俱进方面做得尤为出色。特别是在数字控制和采样系统这一块的处理，非常贴合当前工业界的需求。它不仅详细讲解了离散化、脉冲传递函数等基础概念，还花了相当大的篇幅介绍PID控制器的整定方法，特别是结合了工程上常用的Ziegler-Nichols法和IMC法，给出了非常实用的操作指南，而不是停留在理论推导的象牙塔里。此外，对于现代控制中的鲁棒性设计和初步的智能控制思想也有所涉及，虽然点到为止，但为后续深入学习打开了一扇窗。这体现了“21世纪高等学校规划教材”的定位——不仅要夯实经典基础，更要面向未来技术发展趋势。这本书的排版设计也值得称赞，清晰的图表和适中的篇幅，极大地提高了我的阅读效率，让我在高强度的学习压力下，依然能保持对知识的渴望和兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我是一个偏向于工程实践的学习者，对于纯理论的书籍常常感到枯燥乏味，但这本书在理论与应用之间的拿捏，简直是教科书级别的范本。它没有回避复杂的数学工具，例如拉普拉斯变换和Z变换，但它巧妙地将这些工具嵌入到具体的控制系统设计流程中。我特别欣赏它对现代控制理论，尤其是状态空间法的处理方式。很多教材在这里会显得过于晦涩，但这里的阐述逻辑性极强，从状态变量的定义到可控性、可观测性的判据，再到极点配置的设计思路，每一步都衔接得非常自然。我甚至能感受到作者在编写时，一直在努力消除读者与复杂概念之间的“心理障碍”。书中大量的仿真案例和软件辅助分析的介绍，也极大地拓宽了我的视野，让我明白理论知识最终还是要落脚到工程实现上。读完有关李雅普诺夫稳定性分析的那一章后，我对非线性系统的理解上升到了一个新的层次，那种豁然开朗的感觉，是其他很多教材无法给予的。这本书的价值，就在于它真正实现了理论指导实践的桥梁作用。

评分☆☆☆☆☆

我是一个喜欢深度挖掘知识细节的读者，而这本《包邮自动控制原理》在细节的打磨上，确实做得非常到位。举个例子，在讲解频率特性分析时，它不仅仅给出了伯德图的绘制规则，还深入分析了不同环节（如积分环节、惯性环节）对相角裕度和增益裕度的具体贡献，这种微观层面的剖析让我对频率响应的物理意义有了更深刻的理解。此外，对于系统辨识和参数估计的基础方法，书中也给予了适当的介绍，这在现代控制系统中是不可或缺的一环。最让我感到惊喜的是，作者在某些章节的脚注或附录中，提供了对一些经典控制理论发展历史的简要回顾，这使得原本枯燥的理论学习过程增添了一丝人文色彩，让我了解到这些伟大理论的诞生背景和它们是如何一步步完善的。这本书的价值在于它的“完备性”——它在基础扎实的前提下，兼顾了工程应用的前沿性，是一部真正能够陪伴读者从入门到精通的优秀参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本关于自动控制原理的教材，着实是让我对这门学科产生了全新的认识。我之前接触过一些基础的控制理论，但总感觉像是零散的知识点堆砌，缺乏一个系统性的框架来串联。直到我翻开这本“包邮自动控制原理 第3版”，才真正体会到什么叫做循序渐进。作者在开篇就非常巧妙地引入了一些实际生活中的控制系统案例，比如家用恒温器、汽车的巡航控制等，让抽象的数学模型瞬间变得生动起来。更让我印象深刻的是，它对于经典控制理论的讲解，比如传递函数、频域分析等，并没有停留在公式的推导上，而是深入剖析了背后的物理意义和工程含义。每一步的推导都力求清晰明了，让人在解题的过程中，不仅知道“怎么做”，更明白“为什么这么做”。特别是关于系统的时域响应和稳态误差的分析部分，图文并茂，配合着大量的例题和习题，极大地巩固了我的理解。这本书的优点在于，它既能满足初学者建立扎实基础的需求，对于有一定基础想要深入研究的读者来说，也能提供足够的深度和广度。这对于一本面向21世纪高等学校规划教材来说，是非常难得的平衡。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的整体感觉是非常“扎实”和“可靠”。它没有追求花哨的修辞或过度的简化，而是以一种严谨、务实的态度来构建控制理论的大厦。我特别留意了其中对系统建模部分的描述，它详尽地介绍了机械、电气系统的建模方法，并且清晰地指出了不同建模方法的适用范围和局限性。这对于工程专业的学生至关重要，因为在实际工作中，选择合适的数学模型是解决问题的第一步。作者在阐述经典控制（如根轨迹分析）时，尤其注重对“临界点”的敏感性分析，教会我们如何判断系统的稳定性裕度，这一点在实际系统设计中是决定成败的关键因素。而且，书中对反馈控制的优势和局限性进行了深刻的辩证分析，避免了对负反馈的盲目推崇，使得我们在设计控制系统时更加全面和审慎。这种全面而深刻的洞察力，使得这本书不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的工程师在传授宝贵的经验。