高职高专系列规划教材：自动控制原理及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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温希东 编

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• 控制工程
• 电路分析
• 数学建模
• 系统分析
• 传感器
• PID控制

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560614212

版次：1

商品编码：11193018

包装：平装

丛书名： 高职高专系列规划教材

开本：16开

出版时间：2004-07-01

用纸：胶版纸

页数：205

正文语种：中文

编辑推荐

　　《高职高专系列规划教材：自动控制原理及其应用》以经典线性控制理论为主线，结合具体应用实例，着重叙述自动控制系统的工作原理、系统数学模型的建立、系统性能（稳定性、动态性能、稳态性能）的分析方法以及改善系统性能的途径。离散控制系统由于内容更加抽象、不易理解，没有编入此书，待学习计算机控制技术课程时，再从应用角度去讲授、学习。由于频域分析法中的频率特性曲线很难手工绘制，为了形象、直观，书中还介绍了如何应用MATLAB软件分析自动控制系统的性能。

内容简介

　　《高职高专系列规划教材：自动控制原理及其应用》介绍了经典控制理论的基本概念、基本理论、基本分析方法以及实际应用。主要内容有：自动控制系统概述、自动控制系统的数学模型、时域分析法、频域分析法、自动控制系统的校正、自动控制系统的工程设计方法、自动控制系统的分析与调试等。各章均配有内容提要、小结和大量习题。全书常用术语配有英文。时域、频域分析法配有MATLAB仿真分析。附录给出了五个典型的基本实验。
　　自动控制原理是一门理论性很强的课程。根据高职教育人才培养的特点：理论知识够用、强调实际应用，本书第1章就给出了应用实例，并针对实例中的问题由浅人深地给出了解决方法。全书力求突出物理概念、定性分析，回避繁琐的数学推导，叙述深入浅出，通俗易懂。
　　《高职高专系列规划教材：自动控制原理及其应用》适用于高职高专及成人高校中的电气技术、自动化技术、机电一体化以及应用电子技术等电类专业，也可供有关专业的师生和从事自动化工作的工程技术人员参考。

目录

第1章 自动控制系统概述
1.1 自动控制理论的发展史及内容
1.2 开环控制和闭环控制
1.3 自动控制系统的组成
1.4 自动控制系统的分类
1.5 对自动控制系统的基本要求
1.6 自动控制系统实例
小结
习题
第2章 自动控制系统的数学模型
2.1 系统的微分方程
2.2 拉普拉斯变换
2.3 传递函数
2.4 系统方框图
2.5 典型环节的传递函数和方框图
2.6 环节的基本连接方式及其总传递函数
2.7 方框图的等效变换及化简
小结
习题
第3章 时域分析法
3.1 典型输入信号和时域性能指标
3.2 一阶系统的动态响应
3.3 二阶系统的动态响应
3.4 高阶系统的动态响应
3.5 系统的稳定性分析
3.6 系统的稳态误差分析
3.7 应用MATLAB进行时域分析
小结
习题
第4章 频域分析法
4.1 频率特性
4.2 典型环节的频率特性
4.3 系统的开环频率特性
4.4 奈奎斯特（Nyquist）稳定性判据
4.5 稳定裕量与系统相对稳定性
4.6 系统开环频率特性与系统性能的关系
4.7 系统闭环频率特性与时域指标的关系
4.8 应用MATLAB进行频域分析
小结
习题
第5章 自动控制系统的校正
5.1 串联校正
5.2 反馈校正
5.3 顺馈补偿
小结
习题
第6章 自动控制系统的工程设计方法
6.1 系统固有部分的简化处理
6.2 系统预期频率特性的确定
6.3 校正装置的设计
6.4 自动控制系统的工程设计举例
小结
习题
第7章 自动控制系统的分析与调试
7.1 自动控制系统的分析步骤
7.2 自动控制系统的调试方法
7.3 自动控制系统的维护使用
小结
习题
附录1 实验项目
实验1 一阶系统的阶跃响应
实验2 一阶系统阶跃响应的数字仿真
实验3 二阶系统的阶跃响应
实验4 二阶系统阶跃响应的数字仿真
实验5 系统的稳定性
附录2 自动控制技术常用术语中、英文对照
参考文献

《现代控制理论导论》 内容概述： 《现代控制理论导论》旨在为读者构建一个系统、深入的现代控制理论知识体系。本书从基本概念出发，逐步深入到复杂的控制系统分析与设计方法，特别强调了理论与实际应用的紧密结合。内容涵盖了从线性时不变系统的状态空间描述、稳定性分析、能控性与能观性，到状态反馈、观测器设计、最优控制、鲁棒控制等一系列现代控制理论的核心内容。同时，本书还关注了非线性系统、自适应控制、智能控制等前沿领域，为读者提供了广阔的视野。 第一章：引言与基本概念 本章将为读者建立对控制系统的基本认知。我们将首先阐述控制系统的定义、重要性及其在现代社会中的广泛应用，例如工业自动化、航空航航天、机器人技术、生物医学工程等。随后，将引入控制系统的基本组成部分，包括传感器、控制器、执行器等，并简要介绍开环与闭环控制系统的区别及其各自的优缺点。为后续内容的展开奠定基础，本章还将对线性系统、时不变系统、因果系统等基本概念进行清晰的界定。 第二章：系统建模与时域分析 系统建模是控制工程的首要环节。本章将重点介绍建立数学模型的方法，包括物理系统建模（如机电系统、电路系统）和经验建模（如系统辨识）。我们将深入讲解传递函数和零极点概念，并以此为基础，对系统的瞬态响应和稳态响应进行详细分析。读者将学习如何通过分析系统的阶跃响应、脉冲响应等时域特性来评估系统的性能，例如超调量、调节时间和稳态误差。本章还将引入特征方程和特征根的概念，为理解系统的动态行为提供数学工具。 第三章：频率域分析 频率域分析为理解系统的稳定性和动态特性提供了另一种视角。本章将重点介绍频率响应的概念，包括幅频特性和相频特性。我们将详细讲解伯德图（Bode Diagram）和奈奎斯特图（Nyquist Diagram）等重要的频率域分析工具，并演示如何利用这些工具来判断系统的稳定性。例如，通过伯德图的幅裕和相裕来衡量系统的稳定性裕度，以及通过奈奎斯特判据来判断闭环系统的稳定性。此外，还将探讨根轨迹（Root Locus）方法，它能够直观地展示系统增益变化时极点的位置变化，从而为设计提供指导。 第四章：系统稳定性 稳定性是控制系统最重要的性能指标之一。本章将深入探讨不同类型的系统稳定性，包括平衡点的稳定性、Lyapunov稳定性等。我们将详细讲解Routh-Hurwitz稳定性判据，这是一种无需求解特征方程即可判断线性时不变系统稳定性的代数方法。此外，还将介绍Lyapunov稳定性理论，它提供了一种更为普遍的稳定性分析方法，适用于线性与非线性系统，以及时变系统。读者将学习如何构造Lyapunov函数来证明系统的稳定性。 第五章：状态空间方法 状态空间方法是现代控制理论的核心。本章将系统地介绍状态空间描述，包括状态方程、输出方程以及状态向量、输入向量和输出向量的定义。我们将深入讲解线性时不变系统的解法，并探讨传递函数与状态空间表示之间的相互转换。本章的重点在于分析系统的可控性与可观性。可控性是指系统状态可以通过输入信号进行任意调节的能力，而可观性是指系统的内部状态可以通过输出信号进行观测的能力。这两个概念对于控制器和观测器的设计至关重要。 第六章：状态反馈与状态观测器 基于状态空间方法，本章将深入探讨状态反馈控制器的设计。读者将学习如何通过状态反馈来改变系统的极点配置（Pole Placement），从而实现期望的系统动态响应。此外，还将介绍状态观测器的设计。当系统的所有状态变量都无法直接测量时，需要设计状态观测器来估计这些状态变量，并将估计值用于反馈。本章将详细讲解观测器的设计原理，包括全阶观测器和降阶观测器。 第七章：最优控制理论 最优控制是现代控制理论的一个重要分支，旨在找到最优的控制输入，使得某个性能指标达到最优。本章将介绍线性二次型调节器（LQR）问题，这是一种经典的离散时间最优控制问题。读者将学习如何定义性能指标（代价函数），并求解Riccati方程来获得最优状态反馈增益。此外，还将介绍模型预测控制（MPC）的基本思想，它利用系统的模型预测未来一段时间内的系统行为，并在此基础上计算最优控制序列。 第八章：鲁棒控制 实际控制系统往往受到模型不确定性和外部干扰的影响。鲁棒控制旨在设计控制器，使得系统在存在这些不确定性的情况下仍然能够保持稳定和良好的性能。本章将介绍H∞控制的基本概念，它旨在最小化系统在最坏情况下的性能损失。读者将了解如何设计H∞控制器，以应对模型参数摄动和外部扰动。 第九章：非线性系统控制 现实世界中的许多系统是非线性的，其控制设计比线性系统更为复杂。本章将介绍非线性系统的基本特性，例如饱和、死区、间隙等。我们将探讨一些处理非线性系统的方法，包括反馈线性化、滑模控制等。这些方法旨在将非线性系统转化为等效的线性系统或设计具有特定鲁棒性的控制器。 第十章：自适应控制与智能控制 本章将触及现代控制理论的前沿领域。自适应控制是指控制器能够根据系统的变化或外部环境的变化自动调整其参数，以维持系统的性能。我们将介绍一些基本的自适应控制算法。智能控制则将人工智能技术引入控制领域，例如模糊控制、神经网络控制等。读者将了解这些智能控制方法如何利用模糊逻辑、学习能力等来处理复杂、不确定的系统。 结语： 《现代控制理论导论》力求为读者提供一个坚实的理论基础和开阔的视野。通过对本书的学习，读者将能够理解和掌握现代控制理论的核心概念与方法，并将其应用于实际工程问题中，解决更复杂、更具挑战性的控制任务。本书强调理论与实践的结合，鼓励读者将所学知识应用于实际工程项目，不断探索和创新。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在工程领域摸爬滚打多年的老兵，我一直在寻找一本能够系统性梳理自动控制理论，并且能兼顾实际应用的书籍。这套书，恰恰满足了我的需求。它在内容组织上，逻辑严谨，环环相扣，从基本的系统建模，到时域分析、频域分析，再到现代控制理论，都介绍得非常到位。尤其是在现代控制理论部分，对于状态空间法、最优控制、鲁棒控制等前沿内容，它都给出了清晰的阐述，并且联系了实际应用的可能性。这本书的语言风格也比较严谨，用词准确，对于我们这些需要精确理解概念的人来说，非常重要。我尤其欣赏它在推导过程中，对于每一步的数学逻辑都做了详细的解释，这对于深入理解理论的精髓非常有帮助，而不是简单地给出结论。

评分☆☆☆☆☆

这套书，我感觉它在理论的讲解上，真的下了很大功夫。首先，它不是那种一上来就抛出大量公式让你云里雾里，而是循序渐进，从最基础的概念开始，比如系统的定义、分类，然后慢慢过渡到反馈控制、开环控制这些核心思想。我特别喜欢它对经典控制理论，比如奈奎斯特判据、根轨迹法的讲解，图文并茂，而且举的例子都很贴近实际，让我这个初学者能很快理解这些抽象的概念。比如说，在讲到系统的稳定性时，它没有仅仅停留在数学公式上，还用了很多机械臂、无人机这些具体的例子，直观地展示了稳定性的重要性，以及为什么控制系统需要满足一定的稳定性要求。而且，每章后面都有不少的习题，难度适中，既能巩固当天学到的知识，又能稍微挑战一下自己的理解深度，这种学习模式对我来说非常有效。

评分☆☆☆☆☆

我当初选择这套书，很大程度上是被它的“应用”二字吸引的。毕竟，理论学得再好，如果不能落地，那也只是纸上谈兵。这本书在这方面做得相当出色，它专门开辟了章节来介绍各种工业控制系统中的实际应用案例，比如化工过程控制、电力系统稳定控制、机器人运动控制等等。每个案例都写得非常详细，从具体的系统模型建立，到控制器设计，再到实际的参数调整，都进行了深入的剖析。我印象最深的是关于飞机自动驾驶的部分，它把复杂的飞行姿态控制、导航系统都讲解得明明白白，让我这个以前只知道“开飞机”的人，也能大致理解背后的科学原理。这种接地气的讲解方式，让我觉得学习自动控制不再枯燥，而是充满探索的乐趣，也让我对未来从事相关工作有了更清晰的认识和方向。

评分☆☆☆☆☆

这套书最大的亮点在于它将理论知识与实际工程问题紧密结合。在每一个理论章节的讲解之后，都会附带相关的工程应用案例，让读者能够将抽象的理论知识与具体的工程实践联系起来。例如，在讲解系统辨识时，它就结合了实际的工业生产过程，介绍了如何通过采集数据来建立数学模型，这对于解决实际工程中的问题非常有指导意义。此外，书中还介绍了一些常用的控制工程软件，例如MATLAB/Simulink，并提供了相关的仿真示例，让读者可以通过实践来加深对理论知识的理解。这种理论与实践相结合的学习方式，对于培养学生的工程实践能力和解决实际工程问题的能力，具有重要的意义。

评分☆☆☆☆☆

读完这套书，我最大的感受是，它不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师。书中大量的图示和流程图，将复杂的控制系统原理变得一目了然。我特别喜欢它在讲解PID控制器的时候，那种由浅入深、循序渐进的方式。从最基础的比例控制，到加入积分、微分项后系统性能的提升，每一步都分析得非常透彻。它还通过大量的仿真实验结果图，直观地展示了不同参数设置对系统响应的影响，这对于我们理解控制器调优的技巧非常有启发。而且，它在讲述一些较难的概念时，会巧妙地运用类比，比如用“开车”来比喻系统的响应速度和超调，这种方式非常接地气，让复杂的知识变得容易理解和记忆。