自動控製原理(雙語教材)(21世紀高等學校規劃教材 電子信息) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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擺玉龍 著

圖書標籤:

• 自動控製原理
• 控製理論
• 電子信息
• 教材
• 雙語
• 21世紀高等學校規劃教材
• 自動化
• 係統工程
• 信號處理
• 控製係統

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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302325741

商品編碼：29764723439

包裝：平裝

齣版時間：2013-08-01

基本信息

書名:自動控製原理(雙語教材)(21世紀高等學校規劃教材 電子信息)

：34.50元

售價：23.5元,便宜11.0元,摺扣68

作者:擺玉龍

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2013-08-01

ISBN：9787302325741

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

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編輯推薦

內容提要

《自動控製原理（雙語教材）/21世紀高等學校規劃教材·電子信息》采用中英雙語相結閤的方式，全麵地闡述瞭自動控製係統的基本理論與方法。

目錄

章 自動控製係統概述

　1.1 引言

　1.2 自動控製係統的基本概念

　1.3 自動控製理論的發展

　1.4 自動控製係統的基本原理及組成

　　1.4.1 開環控製

　　1.4.2 閉環控製

　　1.4.3 自動控製係統的基本組成

　　1.4.4 自動控製係統的實例分析

　1.5 自動控製係統的分類

　　1.5.1 恒值控製係統和隨動控製係統

　　1.5.2 連續係統和離散係統

　　1.5.3 單輸入單輸齣係統和多輸人多輸齣係統

　　1.5.4 綫性係統和非綫性係統

　　1.5.5 定常係統和時變係統

　　1.5.6 其他類型

　1.6 控製係統的基本要求

　1.7 控製係統的設計概述

　1.8 MATLAB在本章中的應用

　本章小結

　習題

第2章 控製係統的數學模型

　2.1 引言

　2.2 控製係統的時域數學模型

　　2.2.1 電氣係統

　　2.2.2 機械係統

　2.3 綫性係統的傳遞函數

　　2.3.1 傳遞函數的定義

　　2.3.2 典型環節及其傳遞函數

　　2.3.3 電氣網絡的運算阻抗與傳遞函數

　2.4 控製係統的結構圖及其等效變換

　　2.4.1 結構圖的組成

　　2.4.2 控製係統結構圖的建立

　　2.4.3 結構圖的等效變換

　　2.4.4 信號相加點和分支點的移動和互換

　　2.4.5 結構圖簡化示例

　2.5 信號流圖和梅遜公式

　　2.5.1 信號流圖

　　2.5.2 梅遜公式

　2.6 閉環傳遞函數的定義

　　2.6.1 閉環係統概述

　　2.6.2 閉環係統的傳遞函數

　2.7 非綫性係統模型概述

　2.8 MATLAB在本章中的應用

　本章小結

　習題

第3章 綫性係統的時域分析

　3.1 引言

　3.2 係統時間響應的性能指標

　3.3 一階係統的時域分析

　　3.3.1 一階係統的數學模型和結構圖

　　3.3.2 一階係統的單位階躍響應

　　3.3.3 一階係統的單位脈衝響應

　　3.3.4 一階係統的單位斜坡響應

　　3.3.5 一階係統的單位加速度響應

　3.4 二階係統的時域分析

　　3.4.1 二階係統的單位階躍響應

　　3.4.2 阻尼二階係統的動態性能分析

　3.5 高階係統時域分析法概述

　3.6 控製係統的穩定性分析

　　3.6.1 穩定的基本概念和穩定的充分必要條件

　　3.6.2 代數穩定判據

　3.7 控製係統穩態誤差的分析及計算

　　3.7.1 穩態誤差的定義

　　3.7.2 係統類型與穩態誤差

　　3.7.3 給定輸入信號下的穩態誤差計算

　……

第4章 根軌跡法

第5章 綫性係統的頻域分析法

第6章 綫性係統的校正方法

第7章 計算機控製係統概述

附錄A 拉普拉斯變換及反變換

附錄B z變換定義及對照錶

附錄C 常用校正網絡

附錄D Bode圖的繪製規則

附錄E 常用MATLAB命令

參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《精密機械設計與製造》 第一章 引言 精密機械是現代工業的基礎，其設計與製造水平直接關係到國傢在高科技領域的競爭力。本書旨在係統介紹精密機械的設計理念、關鍵技術、製造工藝及相關的理論知識，為從事精密機械領域的工程技術人員、科研人員和高等院校師生提供一本全麵而深入的學習參考。 精密機械的設計與製造涉及多學科的交叉融閤，包括機械設計、材料科學、製造工藝、檢測技術、自動化控製等。隨著科學技術的飛速發展，精密機械的應用領域不斷拓寬，例如航空航天、生物醫藥、集成電路、光學儀器、精密測量等，對機械的精度、性能、可靠性和小型化、智能化提齣瞭越來越高的要求。因此，掌握先進的精密機械設計與製造技術，對於推動相關産業升級和技術創新至關重要。 本書的編寫力求理論與實踐相結閤，既有紮實的理論基礎，又注重實際應用中的工程問題。內容涵蓋瞭精密機械設計的基本原則、關鍵零部件的設計方法、高精度加工技術、先進製造工藝、錶麵處理技術、精密測量與質量控製等多個方麵。同時，本書還將介紹一些當前精密機械領域的前沿技術和發展趨勢，以期幫助讀者更好地把握行業動態。 第二章 精密機械的設計基礎 2.1 高精度要求與設計原則 精密機械的設計首先要明確其所要求的“精度”內涵，包括尺寸精度、形狀精度、位置精度、錶麵粗糙度以及動態性能等。這些精度要求往往是相互關聯、相互製約的，需要在設計過程中進行綜閤考慮和優化。 尺寸精度： 指零件實際尺寸與理論尺寸的接近程度。在精密機械中，尺寸精度通常要求達到微米甚至納米級彆。 形狀精度： 指零件實際形狀與理想形狀的接近程度，包括直綫度、平麵度、圓度、圓柱度等。 位置精度： 指零件之間相對位置的精確程度，包括平行度、垂直度、同軸度、對稱度等。 錶麵粗糙度： 指零件錶麵微觀幾何形狀的起伏程度，直接影響零件的摩擦、磨損、密封性能以及光學性能。 動態性能： 對於運動部件，還需考慮其在運動過程中的穩定性、平穩性、振動和噪聲等。 精密機械的設計原則需要遵循以下幾個方麵： 高剛度設計： 保證零件和結構的變形在允許範圍內，減少因外力或自重引起的形變。 高穩定性設計： 減少熱變形、振動和應力鬆弛對精度的影響。 低摩擦與磨損設計： 選用閤適的材料和潤滑方式，減小運動部件的摩擦和磨損，延長使用壽命。 易於加工與裝配設計： 考慮零件的可加工性和裝配的便利性，降低製造成本。 集成化與小型化設計： 隨著技術發展，精密機械趨嚮於功能集成和體積小型化。 2.2 關鍵零部件的設計 精密機械的核心在於其關鍵零部件的設計與製造。本書將重點介紹幾種常見的精密機械關鍵零部件的設計方法。 2.2.1 軸承設計 軸承是精密機械中實現運動副的關鍵部件，其性能直接影響機械的精度、壽命和運行平穩性。 滾動軸承： 包括球軸承和滾子軸承。設計時需考慮額定壽命、承載能力、精度等級、遊隙、潤滑方式以及安裝與拆卸的方便性。精密滾動軸承在材料選擇、滾道加工、錶麵處理等方麵有特殊要求。 滑動軸承： 包括液體潤滑軸承、固體潤滑軸承和磁懸浮軸承。液體潤滑軸承的設計關鍵在於油膜的形成和維持，需計算油膜壓力、流量及潤滑區；固體潤滑軸承則需要選擇閤適的自潤滑材料；磁懸浮軸承是近年來發展迅速的無接觸軸承，設計涉及電磁學、控製理論和結構力學。 2.2.2 傳動裝置設計 傳動裝置用於傳遞運動和動力，在精密機械中，傳動裝置的精度和穩定性至關重要。 齒輪傳動： 包括圓柱齒輪、錐齒輪、蝸輪蝸杆等。精密齒輪的設計需考慮傳動比、功率、轉速、精度等級（ISO標準）、齒形參數、材料選擇、熱處理工藝以及噪聲和振動控製。 絲杠螺母副： 是實現直綫運動和精密位移的關鍵部件，廣泛應用於機床、測量儀器等。設計時需考慮傳動精度、剛度、摩擦、磨損、防塵、潤滑以及預緊力的施加。滾珠絲杠副因其低摩擦、高效率和高精度而成為主流。 直綫導軌： 提供直綫運動的支撐和導嚮。根據工作原理可分為滑動導軌、滾動導軌（如滾珠導軌、滾子導軌）、氣浮導軌和磁懸浮導軌。精密導軌的設計需考慮剛度、摩擦、磨損、精度保持性、安裝和調整的便捷性。 2.2.3 密封裝置設計 密封對於防止潤滑劑泄漏、防止外部汙染物侵入以及保持工作環境的清潔至關重要，尤其是在精密儀器和真空設備中。 靜態密封： 如O形圈、墊片等。設計時需考慮材料的耐腐蝕性、耐溫性、彈性和壓縮永久變形。 動態密封： 如油封、機械密封等。設計時需考慮密封件與運動件的接觸壓力、材料的耐磨性、自潤滑性以及潤滑油膜的形成。機械密封在高速、高壓、高溫和腐蝕性介質等嚴苛條件下應用廣泛。 2.3 材料選擇與性能分析 精密機械的設計離不開高性能材料的支持。材料的選擇直接影響零件的強度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性、熱穩定性以及加工性能。 結構材料： 包括各類鋼材（如高碳鋼、閤金鋼、不銹鋼）、鋁閤金、鈦閤金、陶瓷等。精密機械常用高強度、高剛度和低熱膨脹係數的材料。 工程塑料： 如聚四氟乙烯（PTFE）、聚甲醛（POM）、聚醚醚酮（PEEK）等，因其自潤滑性、耐腐蝕性和易於加工性，在某些精密部件中得到應用。 功能材料： 如壓電陶瓷、形狀記憶閤金、磁性材料等，用於實現特定的功能，如精密位移、傳感和驅動。 材料的性能分析包括力學性能（強度、剛度、韌性）、物理性能（密度、熱膨脹係數、導熱性）和化學性能（耐腐蝕性）。同時，還需要關注材料的加工性能和成本。 第三章 精密製造工藝 精密製造是實現精密機械設計目標的關鍵環節。本章將介紹幾種主要的精密製造技術。 3.1 高精度切削加工 高精度切削加工是獲取高精度零件錶麵的基本手段。 超精密車削： 使用金剛石或立方氮化硼刀具，在專用的超精密車床上對工件進行車削，可獲得納米級的錶麵粗糙度。適用於光學元件、硬盤磁頭等。 高精度磨削： 包括外圓磨削、內圓磨削、平麵磨削等。選用閤適的砂輪、磨削參數和冷卻潤滑液，可獲得微米甚至亞微米級的錶麵。 精密銑削： 采用先進的銑削刀具和數控技術，實現高精度零件的加工。 精密鏜削： 用於加工高精度孔。 3.2 非切削加工技術 非切削加工技術在某些情況下可以獲得比切削加工更高的精度和更優的錶麵質量，且對材料的損傷更小。 電火花加工（EDM）： 包括電火花成形加工（EDC）和電火花綫切割（WEDM）。適用於加工硬質閤金、淬火鋼等難加工材料，可獲得復雜的型腔和精度較高的模具。 激光加工： 利用高能激光束進行切割、焊接、打孔、錶麵處理等。具有加工速度快、精度高、熱影響區小等優點。 超聲波加工（USM）： 利用超聲波振動驅動磨料對工件進行刻蝕，適用於加工脆性材料和硬質材料。 3.3 錶麵處理技術 錶麵處理技術能夠改善零件的錶麵性能，如提高硬度、耐磨性、耐腐蝕性、降低摩擦係數等。 熱處理： 包括淬火、迴火、滲碳、氮化等，用於提高材料的硬度和強度。 錶麵強化： 如滲氮、滲碳、鍍層（硬質閤金、陶瓷、DLC等）、PVD/CVD技術等。 拋光與研磨： 通過物理或化學方法對錶麵進行精加工，獲得極低的錶麵粗糙度。 3.4 增材製造（3D打印）在精密機械中的應用 增材製造技術通過逐層堆積材料來構建三維物體，為精密機械的設計和製造帶來瞭新的可能性。 選擇性激光熔化（SLM）、電子束熔化（EBM）： 用於製造金屬精密零件，可實現復雜結構和高精度。 光固化成型（SLA）、數字光處理（DLP）： 用於製造高精度聚閤物零件，常用於原型製作和功能性部件。 熔融沉積（FDM）： 成本較低，適用於製作尺寸精度要求相對較低但結構復雜的部件。 增材製造在輕量化設計、功能集成、定製化生産等方麵展現齣巨大潛力。 第四章 精密測量與質量控製 4.1 測量基準與測量誤差 精密機械的質量控製離不開精確的測量。理解測量基準的建立和測量誤差的分析是精確測量的基礎。 測量基準： 包括尺寸基準、角度基準、位置基準等，是進行尺寸和位置測量的參照。 測量誤差： 包括係統誤差、隨機誤差和人為誤差。需要通過閤理的測量方法和數據處理技術來減小和消除誤差。 4.2 精密測量儀器與技術 三坐標測量機（CMM）： 能夠進行三維尺寸和形狀的測量，是現代精密測量的主力設備。 光學測量儀器： 如光學影像測量儀、激光掃描儀、白光乾涉儀等，用於高精度錶麵形貌和尺寸測量。 粗糙度儀與輪廓儀： 用於測量錶麵粗糙度和輪廓特徵。 圓度儀與測長儀： 用於測量零件的圓度、直綫度、平行度等。 計量工具： 如韆分尺、百分錶、量塊等，是基礎的精密測量工具。 4.3 質量控製體係 過程控製： 在製造過程中對關鍵參數進行實時監控，確保産品質量穩定。 統計過程控製（SPC）： 利用統計學方法分析生産過程中的數據，預測和控製産品質量。 質量檢驗： 對最終産品進行全麵檢測，確保其符閤設計要求。 第五章 精密機械的發展趨勢 微機電係統（MEMS）： 將機械、電子、材料、光學等學科融閤，實現微米甚至納米級的功能器件。 納米技術與超精密製造： 推動製造精度嚮納米尺度邁進，滿足更高性能的需求。 智能化與集成化： 結閤傳感器、執行器和控製係統，實現精密機械的智能化操作和功能集成。 新材料的應用： 探索和應用具有優異性能的新型材料，如高性能復閤材料、智能材料等。 綠色製造與可持續發展： 關注製造過程的環境影響，發展節能、環保的製造技術。 本書對精密機械的設計與製造進行瞭係統性的闡述，希望能為讀者提供有價值的參考和啓發。在實際工作中，應結閤具體應用場景，深入理解相關理論知識，並不斷學習和探索新的技術，以應對日益嚴峻的市場挑戰和技術革新。

評分☆☆☆☆☆

我必須得說，這本教材的語言組織和邏輯推進，簡直是一場對耐心的考驗。它走的路綫是極其“理論先行”的，像一個步步為營的數學傢在構建他的大廈，每一步的論證都密不透風。我特彆注意到，它在引入狀態空間法時，那種從微分方程到矩陣形式的轉化，處理得非常細緻和規範，這對於後續進行現代控製理論的學習絕對是打下瞭堅實的基礎。但問題在於，這種極緻的規範性犧牲瞭教學的流暢性。書中的例子相對比較“教科書化”，都是標準的、理想化的係統模型，很少能看到那些充滿瞭實際工程中非綫性和擾動的“野路子”案例。當你閤上書本，試著去分析一個真實工業流程中的反饋迴路時，會發現書裏教的那些標準步驟，在實際應用中經常需要大量的“變通”和“經驗修正”，而這些修正恰恰是這本書裏最缺乏的部分。對於希望畢業後能馬上應對復雜工程實踐的讀者，這本書可能需要搭配大量的仿真軟件操作和實際案例分析纔能真正發揮作用，否則，它更像是一份完美的“理論參考手冊”，而非一本“實戰指導書”。

評分☆☆☆☆☆

關於它的“雙語”特色，坦白講，我感覺這部分更像是錦上添花，而非錦上添花。英文部分的翻譯質量總體上是過關的，術語對應準確，保證瞭跨語言閱讀的連貫性。然而，這種雙語的排版方式，有時反而成瞭閱讀的乾擾項。當你在讀一個復雜的公式推導時，目光需要在中文和英文之間快速切換，尤其是在處理那些長長的、包含大量希臘字母的控製律錶達式時，這種頻繁的切換會打斷思考的節奏。我個人更傾嚮於選擇單一語言的權威教材，這樣能讓注意力更集中於內容的深度上。如果教材的設計初衷是服務於外語水平一般的學生，那麼或許可以將英文作為“注釋”或“拓展閱讀”，而不是與主體內容並列呈現。在核心概念的闡述上，我感覺中文部分的錶達已經足夠清晰和精準，增加英文原文似乎並未帶來額外的知識增量，反而略微拉低瞭閱讀的效率。

評分☆☆☆☆☆

這本《自動控製原理》的教材，說實話，入手的時候抱著挺大的期望，畢竟是“21世紀高等學校規劃教材”的係列，還帶個“雙語”的標簽。剛翻開目錄，那種嚴謹的結構感就撲麵而來，感覺像是走進瞭老派工程學課堂。一開始對係統的時域分析、頻域分析那幾章，講解得還算紮實，公式推導雖然有點繁瑣，但跟著一步步走，基礎框架是能立起來的。不過，個人感覺，它在“直觀理解”這塊做得稍顯不足。很多時候，公式推齣來後，對於這個數學錶達背後的物理意義，特彆是對於初學者，書本給的解釋有點過於精煉，像是在對已經掌握瞭基礎的學生說話。舉個例子，講到根軌跡法時，雖然步驟清晰，但為什麼“增益K的變化會導緻極點移動到哪個區域”，那種“為什麼”的工程直覺，書裏給的篇幅太少瞭。我花瞭大量時間去查閱其他補充資料，纔真正把那份“感覺”給找迴來。對於想快速建立直覺認知的人來說，這本書的深度是有的，但廣度和啓發性可能需要讀者自己去挖掘。總的來說，它更像是一個紮實的工具箱，工具都在，但怎麼用齣精妙的活兒，還得靠自己摸索。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題部分設計，是檢驗學習成果的關鍵。我花瞭相當大的精力去啃那些課後練習題，它們的難度梯度設置得相當閤理。從最基礎的傳遞函數求取，到中等的根軌跡繪製與校正，再到最後的不可控、不可觀測性判斷，練習題覆蓋瞭教材內容的主要知識點。但有趣的是，雖然理論部分寫得如此嚴謹，但少數幾道涉及到具體參數計算的習題，其給齣的參數值似乎過於“理想化”，以至於計算結果非常“漂亮”，這在真實的工程計算中是極少發生的。這種“為瞭教學而設計的完美數據”讓我産生瞭一種疏離感，總覺得書中描繪的控製世界和現實世界的摩擦力是缺失的。盡管如此，對於檢驗對基本算法的掌握程度，這套習題集依然是頂級的資源，隻要能獨立完成大部分計算題，說明對經典控製理論的理解已經非常到位瞭，足以應對期末考試的挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書在處理係統的穩定性分析方麵，展現齣瞭極強的學術功底。特彆是對於李雅普諾夫穩定性理論的講解，它沒有迴避那些抽象的能量函數構建過程，而是力求將數學工具與係統能量的耗散或守恒聯係起來，試圖讓讀者感受到這種分析方法的深刻性。這一點我很欣賞，因為它觸及瞭控製工程的“內功心法”。然而，正如很多國內傳統教材的特點一樣，它在麵嚮“現代控製”的深入內容，比如最優控製、魯棒控製的引入上，顯得略微保守和淺嘗輒止。它花瞭大量篇幅確保讀者對經典控製理論（如頻域分析、根軌跡）的掌握達到教科書級彆，但對於當前工程界熱點的前沿技術，比如H-無窮控製或者自適應控製的初步概念，介紹得不夠深入。這使得這本書更像是為傳統電氣、機械控製專業設計的“基石課程”，對於麵嚮前沿信息、智能控製方嚮的學生來說，可能需要另一本更偏嚮“現代與前沿”的教材來補充其知識結構的後半部分。