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出版者:哈尔滨工业大学出版社

作者:李东林 编

出品人:

页数:313

译者:

出版时间:2003-6

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787560313719

丛书系列:

图书标签:

• 自动控制
• 控制工程
• 专业英语
• 英语学习
• 工科英语
• 自动化
• 控制系统
• 信号与系统
• 数学建模
• 高等教育

现代控制理论基础与工程实践 内容梗概： 本书旨在为读者构建一个全面而深入的现代控制理论知识体系，并将其有效地应用于各种工程领域。内容涵盖了从经典控制理论的基石，到先进控制策略的演进，再到实际工程应用中的关键考量。本书注重理论与实践的结合，通过大量的例证和分析，帮助读者掌握分析、设计和优化复杂控制系统的能力。 第一部分：经典控制理论的再审视与拓展 本部分将对经典控制理论中的核心概念进行回顾和深化，为后续更高级的主题奠定坚实基础。我们将从系统的时域分析入手，深入探讨线性定常（LTI）系统的基本响应特性，如阶跃响应、脉冲响应，并介绍其与系统参数（如阻尼比、固有频率）之间的内在联系。PID控制器作为最广泛应用的控制器类型，其原理、设计方法、参数整定（如Ziegler-Nichols法、试凑法）以及在实际工程中的优点与局限性将得到详细阐述。 接着，我们将转向频域分析。Bode图、Nyquist图、Nichols图等频率响应分析工具将作为核心内容，通过它们，读者可以直观地理解系统的稳定性、增益裕度和相裕度，并学习如何根据频率响应特性设计控制器以满足性能指标。根轨迹法的原理及其在确定系统稳定性和瞬态响应方面的应用也将被深入剖析，帮助读者理解系统极点位置对系统行为的影响。 第二部分：状态空间方法与现代控制理论 本部分将引入更强大的状态空间方法，这是现代控制理论的核心。我们将从多输入多输出（MIMO）系统的描述出发，建立系统的状态空间方程，并深入理解状态变量在描述系统内部动态中的作用。可控性与可观测性是状态空间分析的两个重要概念，本书将详细解释它们的定义、判断准则（如Gramian矩阵法）以及它们在控制器设计和状态估计中的关键作用。 基于状态空间描述，本书将详细介绍状态反馈控制器的设计。我们将学习如何利用极点配置（Pole Placement）技术，通过选择合适的状态反馈增益矩阵，将系统的闭环极点配置到期望的位置，从而实现期望的瞬态响应和稳定性。在此基础上，我们将探讨线性二次型调节器（LQR）的设计，该方法通过最小化一个二次型性能指标来获得最优的状态反馈控制器，并详细解释Riccati方程的求解及其在LQR设计中的重要性。 线性观测器（Observer）的设计将作为状态反馈控制的补充，解决实际系统中状态变量往往无法直接测量的问题。卡尔曼滤波（Kalman Filter）作为最优线性观测器，其原理、递推算法以及在状态估计中的应用将得到详尽的介绍。当状态变量不可观测时，我们将学习如何设计Luenberger观测器来估计不可观测的状态。 第三部分：先进控制策略与系统鲁棒性 随着控制系统复杂性的增加，鲁棒性（Robustness）的概念变得尤为重要。本部分将介绍一些能够处理模型不确定性和外部扰动的先进控制策略。滑模控制（Sliding Mode Control, SMC）将作为一种强有力的鲁棒控制方法进行介绍，它通过引入一个切换函数来克服参数不确定性和外部干扰，并详细阐述其设计原理、趋近律和抖振现象的抑制。 模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）作为一种先进的优化控制策略，将在本部分得到重点介绍。MPC通过预测系统未来的行为，并求解一个优化问题来生成控制律，能够有效地处理约束条件和多变量系统。我们将从其基本原理、滚动优化概念、代价函数和约束条件的设置等方面进行讲解，并分析其在工业过程控制中的广泛应用。 此外，本部分还将涉及非线性控制系统的基本概念和一些常用的控制方法，如反馈线性化（Feedback Linearization）和反步法（Backstepping）。这些方法为处理具有非线性特性的复杂系统提供了理论基础。 第四部分：系统稳定性分析与校核 稳定性是任何控制系统设计的基础。本部分将深入探讨多种稳定性分析方法。除了基于复平面极点位置和频域方法的稳定性判断，我们将重点介绍Lyapunov稳定性理论。Lyapunov直接法将作为核心内容，通过构造Lyapunov函数来判断系统的稳定性，并详细阐述不同类型的Lyapunov函数及其稳定性判据。 对于非线性系统，稳定性分析更具挑战性。本部分将介绍一些用于非线性系统稳定性的 Lyapu nov 方法，以及其他常用的稳定性分析技术，如输入-状态可及性（ISS）等。 第五部分：实际工程应用与案例分析 为了巩固理论知识并展示其在实际工程中的应用价值，本部分将通过详细的案例分析来展示现代控制理论在不同领域的应用。我们将涵盖但不限于以下领域： 航空航天控制： 飞行控制系统、姿态稳定控制、导航与制导系统。 机器人控制： 轨迹跟踪、力控制、自适应控制。 工业过程控制： 化工厂、发电厂的温度、压力、流量控制，以及自动化生产线的设计。 汽车电子： 发动机控制、自动驾驶系统、悬挂控制。 电力系统控制： 电网稳定、发电机励磁控制。 在这些案例中，我们将引导读者如何将理论知识转化为实际的工程设计，包括系统建模、控制器设计、参数整定、仿真验证以及实际部署中的注意事项。 总结： 本书旨在培养读者成为一名具备扎实理论基础和强大工程实践能力的控制工程师。通过系统地学习和掌握现代控制理论的各个方面，读者将能够自信地应对复杂的控制工程挑战，设计出高效、稳定、可靠的控制系统，并在不断发展的工程技术领域中取得成功。

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我一直认为，学习一门专业，不仅要掌握其核心理论和技术，更要能够熟练地运用该领域的语言进行交流和表达。对于自动控制领域来说，大量的最新研究成果、前沿技术进展，都主要以英文形式呈现。如果我不能掌握相应的专业英语，那么我将错过太多宝贵的信息和学习机会。这本书的出现，恰恰填补了我在这方面的空白。《自动控制专业英语》不仅仅是一本词典或者语法书，它更像是一本桥梁，连接了我与广阔的自动控制世界。我记得其中一个章节，详细讲解了如何撰写学术论文中的“Abstract”和“Introduction”部分，给出了许多实用的写作技巧和注意事项，并且配有优秀的范例。这对于我今后撰写毕业论文，或者投稿学术会议，都具有极其重要的指导意义。通过学习这本书，我发现自己能够更清晰、更准确地理解那些晦涩的英文研究论文，甚至能够尝试去复述和总结其中的关键内容。

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这本书，说是《自动控制专业英语》，听着就让人头大，毕竟我当年对英语这门学科可是一窍不通，尤其是那些充满术语的专业文献，简直是天书。然而，在我的专业学习生涯中，尤其是在接触到自动控制这个领域后，我才深刻体会到“专业英语”的必要性和重要性。我曾经尝试过一些通用的英语学习资料，也浏览过一些零散的专业词汇列表，但效果甚微。那些枯燥的单词和晦涩的句子，总是让我望而却步。我迫切需要一本能够系统地、有针对性地帮助我理解自动控制专业领域英文文献的书籍。我希望这本书能够不仅仅是词汇的堆砌，更能讲解英语在自动控制领域的实际应用，例如在论文写作、技术报告撰写、学术会议交流等场景下的表达方式和技巧。我也希望它能够提供一些案例分析，让我能够通过具体的例子来学习如何运用专业英语，解决实际问题。更重要的是，我希望这本书能够帮助我建立起学习专业英语的信心，让我在面对那些厚重的英文教材和研究论文时，不再感到无助和迷茫，而是能够充满信心地去探索和学习。

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我一直认为，语言是知识的载体，而专业英语则是连接我与自动控制前沿技术的桥梁。《自动控制专业英语》这本书，恰恰为我搭建了这座坚实的桥梁。在我学习这本书的过程中，我不仅掌握了大量的专业词汇和表达方式，更重要的是，我学会了如何用英语思维去理解和分析自动控制问题。书中对“system identification”的讲解，让我能够理解那些英文文献中描述如何从实验数据中构建数学模型的具体过程，并且学习到诸如“least squares method”, “prediction error minimization”等专业术语的英文用法。这些知识对于我未来的科研工作，尤其是阅读最新的研究论文，具有不可估量的价值。我发现，通过这本书的学习，我不再害怕面对那些厚重的英文技术文档，而是能够充满信心地去探索和吸收其中的知识。

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说实话，我对传统意义上的英语学习一直提不起兴趣，总觉得那些课本上的对话和文章与我的实际需求相去甚远。但是，当我开始深入学习自动控制的专业知识时，我意识到必须跨越语言的障碍。《自动控制专业英语》这本书，以其独特的视角和实用的内容，成功地改变了我的看法。这本书并没有刻意去追求华丽的辞藻或者复杂的句式，而是着重于如何用清晰、准确、专业的语言来描述自动控制领域的概念和技术。我尤其欣赏书中对“state-space representation”的讲解，它不仅提供了大量的专业词汇，如“state vector”, “input matrix”, “output matrix”等，还通过实际的例子，展示了这些词汇在描述系统动态行为时的重要作用。通过学习这本书，我感觉自己能够更自如地阅读英文教材，更有效地理解那些国际顶尖的学术论文，甚至能够开始尝试用英文与同行进行学术交流。

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作为一名对自动控制领域充满热情但英语基础相对薄弱的学生，《自动控制专业英语》这本书的出现，对我来说无疑是一场及时雨。它以一种系统化、实用化的方式，帮助我克服了在专业学习过程中遇到的语言瓶颈。我尤其欣赏书中关于“signal processing”的章节，它不仅列举了诸如“sampling rate”, “quantization error”, “Fourier transform”等关键术语，还通过生动的例句，展示了它们在英文文献中的具体应用场景。例如，一个关于数字信号滤波的英文描述，“The low-pass filter was designed with a cutoff frequency of 1 kHz to remove high-frequency noise.”这样的句子，让我能够清晰地理解其含义和作用。通过学习这本书，我感觉自己对自动控制领域的理解更加深入，也更有信心去接触更广泛的英文学术资源。

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我曾以为，学习专业英语只是一味地背诵单词和语法规则，但《自动控制专业英语》这本书彻底颠覆了我的认知。它将英语学习与自动控制的专业知识巧妙地融合在一起，让我在学习语言的同时，也巩固和深化了专业理解。我特别喜欢书中关于“robotics”和“mechatronics”等交叉领域的讲解，它为我打开了新的视野，让我能够接触到更多前沿的技术信息。例如，书中在介绍“actuator”这个词时，不仅给出了其基本定义，还结合了伺服电机、液压缸等具体应用，并提供了英文描述，“The robotic arm is driven by high-precision servo actuators.”这样的句子，让我能够更直观地理解其含义。通过学习这本书，我感觉自己的专业英语能力得到了显著提升，也更有底气去阅读英文研究论文，参加学术交流活动。

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在我第一次翻开这本书时，坦白说，我并没有抱太大的期望。毕竟，市面上的专业英语书籍琳琅满目，真正能打动我的却寥寥无几。然而，《自动控制专业英语》这本书，却以一种出乎意料的方式吸引了我。它的编排结构清晰明了，从基础的词汇和语法，到更复杂的句型和篇章结构，都进行了循序渐进的讲解。我尤其欣赏的是，书中并没有仅仅罗列大量的专业术语，而是将这些术语巧妙地融入到具体的语境中，通过大量的例句和篇章，让我能够真正理解它们在自动控制领域的含义和用法。例如，在介绍“feedback”这个词时，书中不仅给出了其基本的定义，还结合了伺服系统、闭环控制等具体概念，生动地展示了feedback在稳定系统、提高精度等方面的作用。此外，书中的练习题设计也十分贴合实际，不仅考验了对词汇和语法的掌握，更侧重于对专业知识的理解和应用，这对于我这个非英语专业出身的学生来说，无疑是雪中送炭。

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我必须承认，在接触《自动控制专业英语》之前，我对于如何在英文语境下讨论复杂的控制系统感到非常头疼。无论是描述一个传递函数，还是解释一个控制算法的原理，我总觉得自己的表达不够专业，甚至有些含糊不清。这本书就像一位经验丰富的导师，一步步地引导我掌握自动控制专业英语的精髓。我特别喜欢书中关于“frequency domain analysis”的章节，它不仅列出了像Bode plot, Nyquist diagram, gain margin, phase margin这些关键术语，还详细解释了它们在英文文献中的常用表达方式，例如“The system exhibits a significant phase margin of 45 degrees, indicating good stability.”这样的句子，让我能够更自信地在学术讨论中使用。此外，书中还包含了一些关于英文科技写作规范的介绍，比如如何引用文献、如何组织段落、如何避免常见的语法错误等等，这些都是我在学校的学习过程中很难接触到的宝贵经验。

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在我的求学过程中，我曾多次尝试过通过阅读英文原版教材来学习自动控制理论，但往往因为语言障碍而半途而废。那些充斥着专业术语的句子，让我感觉像是置身于一片迷雾之中，难以抓住核心的知识点。《自动控制专业英语》这本书，为我拨开了这层迷雾。它不仅仅是一本关于英语学习的书，更是一本帮助我理解自动控制专业知识的“放大镜”。书中对于“robust control”等前沿领域的讲解，让我能够接触到最前沿的研究思想，并且学习如何用恰当的英文来表达这些复杂的概念。我特别记得书中对“controller design”部分的阐述，它详细介绍了各种控制器（如PID, lead-lag compensator）的英文名称和它们在英文文献中的典型描述方式，例如“The PID controller was tuned to achieve a fast response with minimal overshoot.”这样的表达，让我觉得非常受用。

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作为一个在读的自动控制专业的学生，英语一直是我的一个弱项。尤其是涉及到一些复杂的概念和理论时，中文的翻译有时候会显得不够精准，或者引入一些本土化的理解，而直接阅读英文原著，才能更深刻地体会到作者的原意。这本书，就给了我这样的机会。《自动控制专业英语》的优点在于，它并非生硬地灌输单词和句子，而是将英语的学习与自动控制的专业知识紧密结合。例如，在讲解“stability analysis”时，书中会穿插讲解Lyapunov stability theorem、Routh-Hurwitz criterion等核心概念，并提供相关的英文文献片段，让我能一边学习英语，一边巩固和深化对自动控制理论的理解。这种“寓教于学”的方式，极大地提升了我学习的积极性和效率。我发现，当我能够用英文准确地描述一个控制系统的特性时，我对这个系统的理解也会更加深入。

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