本书为自动控制系统的经典教材,详细介绍了连续控制系统(包括电气系统、机械系统、流体动力系统和热力系统)的数学模型建模方法,动态系统的瞬态和稳态分析方法,根轨迹分析和设计方法,频率域的分析和设计方法,以及PID控制器和变形PID控制器的设计方法;同时还比较详细地介绍了现代控制理论中的核心内容,即状态空间分析和设计方法。*后还简要地介绍了20世纪80~90年代发展起来的称为"后现代控制理论”的鲁棒控制系统。全书自始至终贯穿了用MATLAB工具分析和设计各类控制系统问题。
KatsuhikoOgata,1956年毕业于美国加州大学伯克利分校,获得工程学博士学位,现为美国明尼苏达大学退休教授,出版了多部自动控制理论和工程应用方面的书籍。
第1章 控制系统简介
1.1 引言
1.1.1 控制理论和实践发展史的简单回顾
1.1.2 定义
1.2 控制系统举例
1.2.1 速度控制系统
1.2.2 温度控制系统
1.2.3 业务系统
1.2.4 鲁棒控制系统
1.3 闭环控制和开环控制
1.3.1 反馈控制系统
1.3.2 闭环控制系统
1.3.3 开环控制系统
1.3.4 闭环与开环控制系统的比较
1.4 控制系统的设计和校正
1.4.1 性能指标
1.4.2 系统的校正
1.4.3 设计步骤
1.5 本书概况
第2章 控制系统的数学模型
2.1 引言
2.1.1 数学模型
2.1.2 简化性和精确性
2.1.3 线性系统
2.1.4 线性定常系统和线性时变系统
2.2 传递函数和脉冲响应函数
2.2.1 传递函数
2.2.2 传递函数的说明
2.2.3 卷积积分
2.2.4 脉冲响应函数
2.3 自动控制系统
2.3.1 方框图
2.3.2 闭环系统的方框图
2.3.3 开环传递函数和前向传递函数
2.3.4 闭环传递函数
2.3.5 用MATLAB求串联、并联和反馈(闭环)传递函数
2.3.6 自动控制器
2.3.7 工业控制器分类
2.3.8 双位或开-关控制作用
2.3.9 比例控制作用
2.3.10 积分控制作用
2.3.11 比例-加-积分控制作用
2.3.12 比例-加-微分控制作用
2.3.13 比例-加-积分-加-微分控制作用
2.3.14 扰动作用下的闭环系统
2.3.15 画方框图的步骤
2.3.16 方框图的简化
2.4 状态空间模型
2.4.1 现代控制理论
2.4.2 现代控制理论与传统控制理论的比较
2.4.3 状态
2.4.4 状态变量
2.4.5 状态向量
2.4.6 状态空间
2.4.7 状态空间方程
2.4.8 传递函数与状态空间方程之间的关系
2.4.9 传递矩阵
2.5 纯量微分方程系统的状态空间表达式
2.5.1 线性微分方程作用函数中不包含导数项的n阶系统的状态空间表达式
2.5.2 线性微分方程作用函数中包含导数项的n阶系统的状态空间表达式
2.6 用MATLAB进行数学模型变换
2.6.1 由传递函数变换为状态空间表达式
2.6.2 由状态空间表达式变换为传递函数
2.7 非线性数学模型的线性化
2.7.1 非线性系统
2.7.2 非线性系统的线性化
2.7.3 非线性数学模型的线性近似
例题和解答
习题
第3章 机械系统和电系统的数学模型
3.1 引言
3.2 机械系统的数学模型
3.3 电系统的数学模型
3.3.1 LRC电路
3.3.2 串联元件的传递函数
3.3.3 复阻抗
3.3.4 无负载效应串联元件的传递函数
3.3.5 电子控制器
3.3.6 运算放大器
3.3.7 反相放大器
3.3.8 非反相放大器
3.3.9 求传递函数的阻抗法
3.3.10 利用运算放大器构成的超前或滞后网络
3.3.11 利用运算放大器构成的PID控制器
例题和解答
习题
第4章 流体系统和热力系统的数学模型
4.1 引言
4.2 液位系统
4.2.1 液位系统的液阻和液容
4.2.2 液位系统
4.2.3 相互有影响的液位系统
4.3 气动系统
4.3.1 气动系统和液压系统之间的比较
4.3.2 气动系统
4.3.3 压力系统的气阻和气容
4.3.4 压力系统
4.3.5 气动喷嘴-挡板放大器
4.3.6 气动接续器
4.3.7 气动比例控制器(力-距离型)
4.3.8 气动比例控制器(力-平衡型)
4.3.9 气动执行阀
4.3.10 获得微分控制作用的基本原理
4.3.11 获得气动比例-加-积分控制作用的方法
4.3.12 获得气动比例-加-积分-加-微分控制作用的方法
4.4 液压系统
4.4.1 液压系统
4.4.2 液压系统的优缺点
4.4.3 说明
4.4.4 液压伺服系统
4.4.5 液压积分控制器
4.4.6 液压比例控制器
4.4.7 缓冲器
4.4.8 获得液压比例-加-积分控制作用的方法
4.4.9 获得液压比例-加-微分控制作用的方法
4.4.10 获取液压比例-加-积分-加-微分控制作用的方法
4.5 热力系统
4.5.1 热阻和热容
4.5.2 热力系统
例题和解答
习题
第5章 瞬态响应和稳态响应分析
5.1 引言
5.1.1 典型试验信号
5.1.2 瞬态响应和稳态响应
5.1.3 绝对稳定性、相对稳定性和稳态误差
5.2 一阶系统
5.2.1 一阶系统的单位阶跃响应
5.2.2 一阶系统的单位斜坡响应
5.2.3 一阶系统的单位脉冲响应
5.2.4 线性定常系统的重要特性
5.3 二阶系统
5.3.1 伺服系统
5.3.2 二阶系统的阶跃响应
5.3.3 瞬态响应指标的定义
5.3.4 关于瞬态响应指标的几点说明
5.3.5 二阶系统及其瞬态响应指标
5.3.6 带速度反馈的伺服系统
5.3.7 二阶系统的脉冲响应
5.4 高阶系统
5.4.1 高阶系统的瞬态响应
5.4.2 闭环主导极点
5.4.3 复平面上的稳定性分析
5.5 用MATLAB进行瞬态响应分析
5.5.1 引言
5.5.2 线性系统的MATLAB表示
5.5.3 在图形屏幕上书写文本
5.5.4 标准二阶系统的MATLAB描述
5.5.5 求传递函数系统的单位阶跃响应
5.5.6 用MATLAB绘制单位阶跃响应曲线的三维图
5.5.7 用MATLAB求上升时间、峰值时间、最大过调量和调整时间
5.5.8 脉冲响应
5.5.9 求脉冲响应的另一种方法
5.5.10 斜坡响应
5.5.11 在状态空间中定义的系统的单位斜坡响应
5.5.12 求对任意输入信号的响应
5.5.13 对初始条件的响应
5.5.14 对初始条件的响应(状态空间法,情况1)
5.5.15 对初始条件的响应(状态空间法,情况2)
5.5.16 利用命令Initial求对初始条件的响应
5.6 劳斯稳定判据
5.6.1 劳斯稳定判据简介
5.6.2 特殊情况
5.6.3 相对稳定性分析
5.6.4 劳斯稳定判据在控制系统分析中的应用
5.7 积分和微分控制作用对系统性能的影响
5.7.1 积分控制作用
5.7.2 系统的比例控制
5.7.3 系统的积分控制
5.7.4 对转矩扰动的响应(比例控制)
5.7.5 对转矩扰动的响应(比例-加-积分控制)
5.7.6 微分控制作用
5.7.7 带惯性负载系统的比例控制
5.7.8 带惯性负载系统的比例-加-微分控制
5.7.9 二阶系统的比例-加-微分控制
5.8 单位反馈控制系统中的稳态误差
5.8.1 控制系统的分类
5.8.2 稳态误差
5.8.3 静态位置误差常数Kp
5.8.4 静态速度误差常数Kv
5.8.5 静态加速度误差常数Ka
5.8.6 小结
例题和解答
习题
第6章 利用根轨迹法进行控制系统的分析和设计
6.1 引言
6.2 根轨迹图
6.2.1 辐角和幅值条件
6.2.2 示例
6.2.3 根轨迹绘图的一般规则
6.2.4 关于根轨迹图的说明
6.2.5 G(s)的极点与H(s)的零点的抵消
6.2.6 典型的零-极点分布及其相应的根轨迹
6.2.7 小结
6.3 用MATLAB绘制根轨迹图
6.3.1 用MATLAB绘制根轨迹图
6.3.2 定常ζ轨迹和定常ωn轨迹
6.3.3 在根轨迹图上绘制极网格
6.3.4 条件稳定系统
6.3.5 非最小相位系统
6.3.6 根轨迹与定常增益轨迹的正交性
6.3.7 求根轨迹上任意点的增益K值
6.4 正反馈系统的根轨迹图
6.5 控制系统设计的根轨迹法
6.5.1 初步设计考虑
6.5.2 用根轨迹法进行设计
6.5.3 串联校正和并联(或反馈)校正
6.5.4 常用校正装置
6.5.5 增加极点的影响
6.5.6 增加零点的影响
6.6 超前校正
6.6.1 超前校正装置和滞后校正装置
6.6.2 基于根轨迹法的超前校正方法
6.6.3 已校正与未校正系统阶跃响应和斜坡响应的比较
6.7 滞后校正
6.7.1 采用运算放大器的电子滞后校正装置
6.7.2 基于根轨迹法的滞后校正方法
6.7.3 用根轨迹法进行滞后校正设计的步骤
6.8 滞后-超前校正
6.8.1 利用运算放大器构成的电子滞后-超前校正装置
6.8.2 基于根轨迹法的滞后-超前校正方法
6.9 并联校正
6.9.1 并联校正系统设计的基本原理
6.9.2 速度反馈系统
例题和解答
习题
第7章 用频率响应法分析和设计控制系统
7.1 引言
7.1.1 求系统对正弦输入信号的稳态输出
7.1.2 用图形表示频率响应特性
7.2 伯德图
7.2.1 伯德图或对数坐标图
7.2.2 G(jω)H(jω)的基本因子
7.2.3 增益K
7.2.4 积分和微分因子(jω)��1
7.2.5 一阶因子(1+jωT)��1
7.2.6 二阶因子[1+2 ζ(jω/ωn)+(jω/ωn)2]��1
7.2.7 谐振频率ωr和谐振峰值Mr
7.2.8 绘制伯德图的一般步骤
7.2.9 最小相位系统和非最小相位系统
7.2.10 传递延迟
7.2.11 系统类型与对数幅值曲线之间的关系
7.2.12 静态位置误差常数的确定
7.2.13 静态速度误差常数的确定
7.2.14 静态加速度误差常数的确定
7.2.15 用MATLAB绘制伯德图
7.2.16 绘制定义在状态空间中的系统的伯德图
7.3 极坐标图
7.3.1 积分和微分因子(jω)��1
7.3.2 一阶因子(1+jωT)��1
7.3.3 二阶因子[1+2ζ(jω/ωn)+(jω/ωn)2]��1
7.3.4 极坐标图的一般形状
7.3.5 用MATLAB绘制奈奎斯特图
7.3.6 注意事项
7.3.7 绘制定义在状态空间中的系统的奈奎斯特图
7.4 对数幅-相图
7.5 奈奎斯特稳定判据
7.5.1 预备知识
7.5.2 映射定理
7.5.3 映射定理在闭环系统稳定性分析中的应用
7.5.4 奈奎斯特稳定判据
7.5.5 关于奈奎斯特稳定判据的几点说明
7.5.6 G(s)H(s)含有位于jω轴上的极点和(或)零点的特殊情况
7.6 稳定性分析
7.6.1 条件稳定系统
7.6.2 多回路系统
7.6.3 应用于逆极坐标图上的奈奎斯特稳定判据
7.7 相对稳定性分析
7.7.1 相对稳定性
7.7.2 通过保角变换进行相对稳定性分析
7.7.3 相位裕量和增益裕量
7.7.4 关于相位裕量和增益裕量的几点说明
7.7.5 用MATLAB求增益裕量、相位裕量、相位交界频率和增益交界频率
7.7.6 谐振峰值幅值Mr
译者序
Modern Control Engineering是美国明尼苏达大学Ogata教授撰写的一部控制系统的国际通用教材。它可以作为大学工科高年级本科生或研究生用的控制系统教材。该书第一版曾于1976年在我国由译者翻译成中文,并由科学出版社出版发行。该书首次成功地将20世纪40~50年代发展起来的经典控制理论,与20世纪60~70年代发展起来的现代控制理论融为一体,形成了一部新型的控制系统教材。由于其内容新颖、丰富,物理概念阐述得比较清楚,联系实际广泛、密切,并配有大量的例题和习题,所以受到了读者的欢迎。随后,译者又先后对该书第二版至第四版进行了翻译。该书第二版的特点是增加了极点配置、状态观测器和控制系统的计算机仿真研究内容,并且于1993年由中国台湾地区儒林图书有限公司出版发行繁体中文版。第三版和第四版分别于2000年和2003年由电子工业出版社出版发行。第三版的特点是融入了MATLAB应用的内容。第四版的特点是删去了李雅普诺夫稳定性分析,增加了二自由度控制的内容,并且扩展了MATLAB的应用范围。
该书第五版于2010年初问世,译者受电子工业出版社之约,为能有机会将该书新版译成中文而感到荣幸。与第四版相比,第五版在内容上进行了较大的修订。首先,删减了一些人们比较熟悉的内容,如信号流图和拉普拉斯变换等,并且将原书的12章精简到了10章,突出了控制系统中的特色内容;其次,进一步充实和完善了MATLAB应用方面的内容;第三,增加了20世纪末发展起来的所谓“后现代控制理论”的内容,作为代表,初步介绍了鲁棒控制理论及H无穷大控制概念;最后,应当指出,第五版继承了前版本的原有特点。
Modern Control Engineering于20世纪70年代初问世,至今已历经40年。由于作者对该书的不断修订和更新,该书在国际上一直受到好评。该书已被翻译成中、法、俄、日、西班牙等多种文字出版。并且,据作者统计,早在20世纪末,世界上已有100多所大学将该书选为控制系统教材,是一本名副其实的国际通用教材。该书1976年在我国翻译出版以来,多年来一直受到众多读者的欢迎。为了满足市场需求,到2007年为止,该书第一版至第四版的累计印刷次数已达15次之多。
译者在翻译过程中,保留了原书的部分书写规则,对书中的重要定理和公式进行了推导和验证,修正了发现的错误和疏漏之处。
本书第1章至第8章及附录部分由北京航空航天大学卢伯英教授翻译,第9章和第10章由西北工业大学佟明安教授翻译,卢伯英教授对全书进行了统一审校。
本书在翻译过程中得到了罗维铭、肖顺达、章再贻、张英娟、李雅萍等教授的支持和帮助,译者在此向他们表示衷心感谢。
由于译者水平有限,难免有错误与不当之处,敬请读者批评指正。
前言
本书介绍了控制系统分析和设计中的一些重要概念。读者将会发现,这是一本清晰易懂,适用于高等院校控制系统课程的教科书。它是为学习电气、机械、航空航天或化学工程的大学高年级学生编写的。读者在学习本书之前,应具备下列预备知识:微分方程方面的基础课程,拉普拉斯变换,向量矩阵分析,电路分析,力学和热力学基础。
在这一版中,本书进行了下列主要修订:
● 增加了利用MATLAB求控制系统对各种输入量响应的内容。
● 证明了利用MATLAB实现计算最佳化方法的有效性。
● 全书增加了一些新的例题。
● 删去了前一版中较次要的材料,以便为更重要的主题提供必要的空间。书中删去了信号流图,也删去了拉普拉斯变换一章,但新增了拉普拉斯变换表及利用MATLAB的部分分式展开(分别见附录A和附录B)。
● 在附录C中,提供了对向量矩阵分析的简短概括。这将有助于读者求解n×n矩阵的逆矩阵,而这种求解有可能包含在控制系统的分析和设计中。
本书的这一版编排成10章。其内容可以概括如下。第1章是对控制系统的简介。第2章涉及控制系统的数学模型,并且介绍了非线性数学模型的线性化方法。第3章导出了机械系统和电系统的数学模型。第4章讨论流体系统(诸如液位系统、气动系统和液压系统)和热力系统的数学模型。
第5章处理控制系统的瞬态响应和稳态分析,广泛采用MATLAB获取瞬态响应曲线。为了进行控制系统的稳定性分析,本章介绍了劳斯稳定判据和赫尔维茨稳定判据。
第6章讨论了控制系统的根轨迹分析和设计,包括正反馈系统和条件稳定系统。关于用MATLAB绘制根轨迹,在本章中进行了详细讨论。本章还包括了利用根轨迹法设计超前、滞后和滞后-超前校正装置。
第7章讨论控制系统的频率响应分析和设计,并且以容易理解的方式,介绍了奈奎斯特稳定判据。用来进行超前、滞后和滞后-超前校正装置设计的伯德图法,也在本章中进行了介绍。
第8章涉及基本的和变形的PID控制器。 本章详细地讨论了为获得PID控制器的最佳参数值,特别是为满足阶跃响应特性的要求而采用的计算方法。
第9章介绍控制系统的状态空间分析。本章详细地讨论了可控性和可观测性概念。
第10章涉及控制系统的状态空间设计。讨论包括极点配置、状态观测器和二次型最佳控制。本章最后对鲁棒控制系统进行了初步讨论。
本书的编排有助于学生逐步地理解控制理论。在知识的介绍过程中,精心地避开了高深的数学论证。书中也提供了一些命题的证明,这些证明过程有助于深入理解书中介绍的主要内容。
从战略角度出发,本书在提供例题方面做出了特别努力,从而使读者能够更清楚地理解书中讨论的主题。此外,除第1章以外,每一章后面都提供了一些有解答的习题(A类题),建议读者认真地学习所有这些带有解答的习题,这将有助于读者深入地理解所讨论的课题。另外,除第1章以外,在每一章的后面还提供了许多待解的习题,这些待解的习题(B类题)可以作为课后作业或者测验题。
如果本书作为一学期的课程教材(共计约56学时),则书中的大部分内容都可以讲授,只需根据情况略去部分内容。由于书中包括大量例题和带解答的习题(A类题),它可以回答读者可能产生的许多问题,所以对于希望学习控制理论基础知识的实际工程人员,本书也可以作为自学教材。
我衷心感谢本书这一版的评阅人,美国康奈尔大学的Mark Campbell,亚利桑那大学的Henry Sodano和艾奥瓦大学的Atul G. Kelkar。最后,我要对副编辑Alice Dworkin女士、高级总编辑Scott Disanno先生及所有参与这项出版计划的人们,表示诚挚的谢意,感谢他们为本书迅速和高质量的出版所做的工作。
Katsuhiko Ogata
我是一名来自某高校电气工程专业的本科生,一直对控制理论和应用抱有浓厚的兴趣。在学习过程中,我尝试阅读过几本控制工程的教材,但总觉得内容过于理论化,或者更新不够及时,无法完全满足我对现代控制技术的好奇心。直到我遇到了这本《现代控制工程(第五版)》,我才真正体会到一本优秀教材的魅力。这本书的编排方式非常巧妙,它不像我之前看过的某些教材那样,上来就抛出大量的公式和定理,而是先从一些实际的控制问题入手,激发读者的学习兴趣,然后再逐步引入相关的理论知识。比如,在介绍PID控制时,作者并没有一开始就讲解离散化和各种整定方法,而是先通过一个简单的温度控制系统,让读者直观感受到PID控制的作用和重要性,然后再深入探讨其原理和参数整定技巧。这种“由表及里”的学习方式,让我在理解概念时更加轻松,也更容易将理论知识与实际应用联系起来。此外,书中还包含了大量的图示和仿真例子,这些生动的可视化呈现,极大地降低了理解复杂概念的难度。我特别喜欢书中关于状态观测器和状态反馈的部分,作者用清晰的语言和精炼的图表,将抽象的状态空间概念变得可视化,并详细介绍了如何利用状态观测器来估计不可观测的状态,这对于我今后进行实际的系统设计和调试具有非常重要的指导意义。
评分我是一名在读的工程控制专业的博士生,从事的方向是航空航天飞行器动力学与控制。对于我们这个领域来说,控制理论的严谨性和方法的先进性至关重要。我手中的这本《现代控制工程(第五版)》可以说是我近年来阅读过的最令人印象深刻的教材之一。这本书的体量庞大,内容丰富,几乎涵盖了现代控制工程的方方面面。我特别关注了书中关于非线性控制和鲁棒控制的章节。非线性系统是现实世界中普遍存在的,如何对其进行有效的控制是一个极具挑战性的问题。书中对李雅普诺夫稳定性理论、滑模控制、反馈线性化等多种非线性控制方法进行了深入的介绍,不仅给出了详细的数学推导,还对各种方法的优缺点和适用范围进行了比较分析,这对我理解和选择合适的非线性控制策略非常有帮助。例如,关于滑模控制的章节,作者通过生动的图示和清晰的推导,解释了其“滑动模态”的形成机理和稳定性保证,并展示了如何利用其处理系统的不确定性和扰动。而鲁棒控制部分,则聚焦于如何设计能够容忍系统参数变化和外部扰动的控制器,书中对H无穷控制、LMI等鲁棒控制设计工具的介绍,对我进行飞行器姿态控制和轨迹跟踪等方面的研究提供了宝贵的理论指导。
评分这本书的封面设计就给我一种非常专业且厚重的感觉,深蓝色的背景搭配银色的标题,显得稳重而不失现代感。拿到手里,纸张的质感也相当不错,印刷清晰,即使是复杂的公式和图表,也能一览无余。我是一名在读的自动化专业研究生,一直以来,控制工程都是我学习的重点和难点,尤其是在研究生阶段,对理论的深入理解和实际应用能力的培养变得尤为重要。我的导师推荐了这本《现代控制工程(第五版)》,说这是该领域的经典之作,内容全面且更新及时,能够帮助我们打下坚实的理论基础,并为后续的科研打下良好基础。翻开目录,就看到了涵盖了经典控制理论、现代控制理论、状态空间方法、最优控制、鲁棒控制、自适应控制等一系列重要章节,让我对接下来的学习充满了期待。虽然我还没有深入阅读完所有章节,但仅仅是浏览一下各个章节的标题和开头部分,就能感受到作者在组织内容上的精心安排,循序渐进,由浅入深,非常适合我们这些需要系统性学习的读者。其中,关于状态空间法的介绍,图文并茂,理论推导严谨,同时也辅以丰富的例子,让人更容易理解抽象的数学模型是如何描述和分析动态系统的。我尤其关注了关于数字控制的部分,这对于我们进行实际的系统设计至关重要,希望这本书能提供清晰的指导和实用的方法。
评分作为一名在工业界工作的过程控制工程师,我对控制工程的实用性和前瞻性有着非常高的要求。在这本《现代控制工程(第五版)》面世之前,我已经阅读过不少该领域的书籍,但很多都停留在经典控制理论的层面,对于近年来迅速发展的现代控制技术,如智能控制、自适应控制等,涉及不够深入。当我得知这本第五版更新并加入了许多新的内容时,我毫不犹豫地购买了它。拿到书后,我首先翻阅了新增的章节,如关于模型预测控制(MPC)和模糊逻辑控制的部分。MPC作为一种先进的控制策略,在许多化工、电力等领域有着广泛的应用,但其理论相对复杂。书中对MPC的讲解,从基本原理、模型构建,到优化算法和约束处理,都进行了系统而清晰的阐述,并辅以具体的应用案例,这对于我理解和掌握MPC技术提供了极大的帮助。我尤其对书中关于MPC在处理多变量、约束系统方面的优势进行了详细的介绍,这正是我在实际工作中经常遇到的挑战。此外,模糊逻辑控制部分也让我耳目一新,书中不仅介绍了模糊逻辑控制的基本原理,还探讨了如何将其与传统控制方法相结合,形成混合控制策略,这为解决一些难以建立精确数学模型的非线性系统提供了新的思路。
评分我是一名在新能源汽车领域工作的工程师,我们的工作离不开对电机、电池管理系统等复杂动态系统的精确控制。在过去的几年里,我接触过不少控制工程方面的书籍,但很多都侧重于理论推导,或者更新不够及时,无法满足我们快速发展的技术需求。当我看到《现代控制工程(第五版)》出版的消息时,我感到非常兴奋,立刻订购了一本。这本书最大的亮点在于其内容的“与时俱进”。书中不仅保留了经典的控制理论,更加入了大量关于现代控制技术的内容,如模型预测控制、强化学习在控制中的应用、以及更先进的自适应控制和鲁棒控制算法。我尤其关注了书中关于模型预测控制(MPC)的应用部分。MPC作为一种前馈-反馈结合的控制策略,在新能源汽车的能量管理、动力分配等方面有着巨大的潜力。书中详细介绍了MPC的原理,包括滚动优化、约束处理等,并结合了电动汽车的实际应用场景,给出了具体的控制框图和仿真结果,这对我理解和应用MPC技术,优化汽车的续航里程和驾驶性能,提供了宝贵的参考。此外,书中关于自适应控制的介绍也让我眼前一亮,它能够让控制器根据系统性能的变化自动调整参数,这对于解决新能源汽车系统中存在的参数变化和动态耦合问题,具有重要的意义。
评分我是一名即将毕业的自动化专业本科生,即将面临考研和找工作的双重压力。在大学本科阶段,虽然学习了基础的控制理论,但我总感觉对现代控制工程的理解不够深入,尤其是在一些前沿的技术方面,了解得更为有限。因此,我一直在寻找一本能够系统地梳理现代控制工程知识,并展望未来发展方向的优秀教材。当我偶然看到这本《现代控制工程(第五版)》时,我仿佛找到了我一直以来苦苦寻觅的宝藏。这本书的内容涵盖了从经典控制到现代控制的方方面面,而且逻辑清晰,循序渐进。我特别喜欢书中关于自适应控制和模糊逻辑控制的章节。自适应控制能够让控制器在系统参数未知或发生变化时,仍然能够保持良好的控制性能,这对于我未来可能从事的机器人、无人机等领域的研发工作,非常有价值。书中对自适应控制的各种方法,如模型参考自适应控制、自寻优控制等,都进行了详细的介绍,并配以仿真例子,让我能够直观地理解其工作原理。而模糊逻辑控制部分,则为我打开了另一扇门,它能够处理非线性、不确定性强的系统,这对于我将来解决一些难以建立精确数学模型的实际问题,提供了有效的手段。
评分在一次行业交流会上,一位资深控制工程师向我推荐了《现代控制工程(第五版)》,并称赞其是该领域的“必读之作”。我是一名在工业自动化领域工作的工程师,主要负责工业机器人和智能制造设备的控制系统设计与优化。过去的几年里,我深切体会到控制理论的不断发展对提升设备性能的重要性。这本书最令我印象深刻的是其对复杂系统控制的深刻洞察。书中不仅仅局限于对单个控制算法的介绍,而是着重于如何将各种控制理论有机地结合起来,形成能够解决实际工程问题的整体解决方案。我特别关注了书中关于多变量控制和分布式控制的章节。在工业自动化中,我们经常需要同时控制多个相互关联的变量,如机器人关节的角度、速度、力和力矩,或者生产线上的多个设备。书中对多变量控制系统的建模、分析和设计方法,如解耦控制、模型预测控制等,都进行了深入的探讨,并提供了实际的应用案例,这对于我理解和设计复杂生产线的协同控制,提供了非常有价值的指导。此外,关于分布式控制的部分,也让我看到了未来工业控制的发展方向,即如何通过网络将多个独立的控制器连接起来,实现更高效、更灵活的协同工作。这本书的内容,无疑为我指明了进一步学习和研究的方向。
评分在众多控制工程领域的书籍中,这本《现代控制工程(第五版)》无疑是给我留下最深刻印象的一本。我是一名机械工程专业的博士生,研究方向涉及机器人控制和智能制造。在项目研究中,经常会遇到各种复杂的动力学系统,如何有效地对其进行建模、分析和控制,是摆在我面前的巨大挑战。之前的学习过程中,虽然接触过一些控制理论的入门书籍,但总感觉不够系统和深入,难以应对实际研究中的复杂问题。偶然的机会,一位行业内的前辈向我推荐了这本书,并极力称赞其内容的权威性和前瞻性。拿到书后,我迫不及待地翻阅,立刻被其严谨的逻辑结构和精炼的语言所吸引。作者在开篇就对控制工程的发展历程进行了简要回顾,并清晰地阐述了现代控制理论的优势及其在解决复杂工程问题中的核心地位。随后,章节内容逐步深入,从基础的系统辨识、线性系统理论,到高阶的非线性控制、模型预测控制等,都进行了详尽的论述。我尤其欣赏书中在理论推导过程中,不仅给出了严谨的数学证明,还穿插了大量的工程实例,这使得原本抽象的理论变得更加直观和易于理解。比如,在关于李雅普诺夫稳定性分析的部分,书中不仅详细介绍了李雅普诺夫第二方法的原理,还通过多个具体的例子,展示了如何构造李雅普诺夫函数来判断系统的稳定性,这对我理解和应用稳定性分析方法大有裨益。
评分作为一名研究机器人控制的博士生,我深知精确而高效的控制算法对提升机器人性能的重要性。我手中的这本《现代控制工程(第五版)》无疑是我近期阅读过的最具有启发性的书籍之一。它以一种高度系统化和深入浅出的方式,阐述了现代控制工程的精髓。我特别欣赏书中对状态空间方法论的细致讲解。从最早的线性定常系统的状态方程,到高维、非线性的复杂系统,书中都给出了清晰的建模思路和分析工具。关于能控性和可观测性的概念,书中不仅提供了严格的数学推导,还用生动的类比和图示,帮助我深刻理解了这两个核心概念在系统设计中的意义。例如,书中关于能控性的描述,让我联想到了如何通过施加输入来“驱动”系统到达任意目标状态,而可观测性则如同一个“内部观察者”,能够通过系统的输出来推断其内部状态。这对于我进行机器人动力学建模和状态估计,非常有启发。此外,书中关于最优控制的章节,也为我提供了设计高性能控制器的新思路。如何最小化能量消耗,如何实现精确的轨迹跟踪,这些问题都可以通过求解最优控制问题来解决。书中对庞特里亚金最小值原理和动态规划的讲解,清晰而透彻,让我对如何设计最优控制器有了更深的认识。
评分这本书给我的感觉就像是一个训练有素的向导,带领我穿越复杂且充满挑战的控制工程世界。我是一名刚刚进入研究生阶段的学生,之前本科阶段的控制理论基础相对薄弱,常常在面对实际问题时感到力不从心。导师推荐这本《现代控制工程(第五版)》,说它是这个领域的“圣经”。拿到书后,我才真正理解了这句话的含义。从最基础的传递函数、零极点分析,到状态空间表示、能控性、可观测性,再到各种先进的控制算法,这本书都进行了极其详尽且逻辑清晰的阐述。我特别欣赏书中在讲解复杂概念时,始终不忘初心,用最直观的方式去解释。比如,在讲解能控性的时候,作者不仅仅给出了数学定义和判据,还用了一个非常形象的例子,来比喻一个系统是否“可被完全操纵”,让我一下子就明白了其中的核心思想。同样,在介绍最优控制时,书中不仅讲解了庞特里亚金最小值原理等核心理论,还通过求解一个简单的机器人轨迹优化问题,让抽象的数学公式落地,变得生动有趣。我尤其对书中关于系统辨识的章节印象深刻,书中详细介绍了多种辨识方法,并提供了 MATLAB 仿真示例,这对于我将来进行实际的系统建模和参数估计非常有帮助。
评分不错。
评分书的质量不错,是正版的,就是有点小贵
评分书好脏,不知是哪个角落里扫出来的
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评分马马虎虎
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