线性控制系统工程

线性控制系统工程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学出版社
作者:Morris Driels
出品人:
页数:628
译者:
出版时间:2000-12-1
价格:54.00元
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787302041412
丛书系列:国际知名大学原版教材——信息技术学科与电气工程学科系列
图书标签:
  • 自动控制
  • 电气
  • 控制
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具体描述

《国际知名大学原版教材•线性控制系统工程(影印)》的定位是要为机械工程、电机工程、电子工程、计算机工程等非控制工程专业的本科生提供一本内容适度、实用性强和学时较少的控制理论教材。内容覆盖了经典控制理论和现代控制理论的基础部分,方法包括了频率响应法、根轨迹法和状态空间法。《国际知名大学原版教材•线性控制系统工程(影印)》已被美国多所知名大学采用作为电子工程等专业的本科层次的控制理论教材或主要教学参考书。

《工程优化方法与应用》 本书深入探讨了现代工程领域中至关重要的优化理论与实践。在复杂工程问题日益严峻的今天,如何高效、精确地找到最优解决方案,是工程师们面临的核心挑战。本书旨在为读者提供一套系统、完整的工程优化工具箱,涵盖从基础理论到前沿算法的广泛内容,并辅以大量实际工程案例,帮助读者掌握将理论知识转化为实际生产力的方法。 核心内容概述: 本书分为三个主要部分:理论基础、优化方法与算法、以及工程应用。 第一部分:理论基础 优化问题的数学建模: 详细阐述了如何将实际工程问题转化为严谨的数学优化模型。这包括目标函数(如最小化成本、最大化效率)、约束条件(如资源限制、性能要求)的定义与表述。我们将学习如何识别不同类型的优化问题,例如连续优化、离散优化、线性优化、非线性优化、凸优化等,并理解它们各自的数学特性。 可行域与最优性: 深入解析了可行域的概念及其几何意义,以及如何判断一个解是否为最优解。我们将介绍KKT条件、乘子法等作为判断局部最优性的重要工具,并讨论全局最优性的概念及其求解的挑战。 灵敏度分析与不确定性: 探讨了在参数变化或存在不确定性时,最优解如何受到影响。灵敏度分析对于理解模型的可靠性、进行参数调整以及评估风险至关重要。 第二部分:优化方法与算法 本部分是本书的重中之重,将系统介绍各类行之有效的优化算法。 基于梯度的优化算法: 梯度下降法及其变种: 详细介绍梯度下降法的原理,并深入分析其收敛性。在此基础上,我们会探讨改进的梯度下降方法,如批量梯度下降(Batch Gradient Descent)、随机梯度下降(Stochastic Gradient Descent, SGD)及其批量化变种(Mini-batch Gradient Descent)。 牛顿法与拟牛顿法: 介绍牛顿法利用二阶导数信息加速收敛的原理,并讨论其在计算量上的局限性。进而,我们将详细阐述拟牛顿法(如BFGS、DFP算法),它们通过近似Hessian矩阵来克服牛顿法的缺点,在实际应用中表现优异。 共轭梯度法: 重点介绍共轭梯度法,尤其是在求解大规模稀疏线性方程组和二次规划问题中的高效性。 无梯度优化算法: 直接搜索法: 介绍不依赖导数信息的优化方法,如Powell方法、Nelder-Mead(单纯形)方法,它们适用于导数难以计算或目标函数不光滑的情况。 模式搜索法: 探讨模式搜索法的基本思想及其在复杂函数优化中的应用。 全局优化算法: 随机搜索与蒙特卡洛方法: 介绍基于随机抽样的全局搜索策略,如随机搜索、粒子群优化(PSO)、鲸鱼优化算法(WOA)等。 模拟退火算法(Simulated Annealing, SA): 详细讲解模拟退火算法如何模仿物理退火过程,通过概率接受劣解来跳出局部最优,从而获得全局最优解。 遗传算法(Genetic Algorithm, GA): 深入剖析遗传算法的原理,包括选择、交叉、变异等算子,以及它们在解决复杂组合优化和非线性优化问题中的强大能力。 特定问题的优化方法: 线性规划(Linear Programming, LP): 详细介绍单纯形法(Simplex Method)和内点法(Interior-Point Methods)等求解线性规划问题的经典算法。 二次规划(Quadratic Programming, QP): 介绍求解具有二次目标函数和线性约束的优化问题的方法。 整数规划(Integer Programming, IP): 探讨求解变量为整数的优化问题,如分支定界法(Branch and Bound)、割平面法(Cutting Plane Method)。 第三部分:工程应用 本部分将通过大量的案例研究,展示如何将前述优化理论与算法应用于实际工程问题。 系统设计与参数优化: 化工流程优化: 如何通过优化反应器参数、分离过程效率来降低能耗、提高产率。 机械结构优化: 如何优化材料分布、几何形状以实现轻量化、高强度设计。 电子电路设计: 如何优化电路元件参数以达到最佳性能指标。 航空航天工程: 飞机翼型优化、火箭轨迹优化等。 资源调度与管理: 生产计划与排产: 如何通过优化生产顺序、资源分配来提高生产效率、降低成本。 供应链管理: 优化库存水平、运输路径、配送网络。 能源系统优化: 发电厂负荷分配、电网调度优化。 控制系统与信号处理: 滤波器设计: 优化滤波器参数以满足特定频率响应要求。 自适应控制: 实时调整控制器参数以适应系统变化。 机器人路径规划: 寻找最优的机器人运动轨迹,避开障碍物。 机器学习与数据科学中的优化: 模型训练: 许多机器学习算法(如支持向量机、神经网络)本质上都是优化问题,本书将介绍如何利用梯度下降等算法进行模型参数的学习。 特征选择: 通过优化算法选择最有预测能力的特征子集。 超参数优化: 寻找机器学习模型的最佳超参数组合。 本书特色: 理论与实践并重: 既有严谨的数学推导,又有丰富的实际工程案例,帮助读者构建完整的知识体系。 算法全面: 涵盖了从经典到前沿的各类优化算法,满足不同工程问题的需求。 案例丰富多样: 选取了多个不同工程领域的代表性案例,展示了优化方法在解决实际问题中的强大威力。 图文并茂: 配有大量图表和示意图,直观地解释复杂的概念和算法。 注重可操作性: 强调算法的实现细节与调优技巧,使读者能够快速应用于实际项目中。 适用对象: 本书适合高等院校机械工程、电气工程、化工、自动化、航空航天、工业工程、计算机科学以及相关交叉学科的本科生、研究生,以及从事工程设计、系统优化、研发与管理的工程师、研究人员。 通过学习本书,读者将能够系统地掌握工程优化问题的建模方法和求解技术,提升解决复杂工程问题的能力,并在各自的工程领域实现更优化的设计和管理。

作者简介

目录信息

Preface
MODULE 1 INTRODUC TO FEEDBACK CONTROL
MODULE 2 TRANSFER FUNCTIONS AND BLOCK DIAGRAM ALGEBRA
MODULE 3 FIRST-ORDER SYSTEMS
MODULE 4 SECOND-ORDER SYSTEMS
MODULE 5 SECOND-ORDER SYSTEM TIME-DOMAIN RESPONSE
MODULE 6 SECOND-ORDER SYSTEMS:DISTURBANCE REJECTION AND RATE FEEDBACK
MODULE 7 HIGHER-ORDER SYSTEMS
MODULE 8 SYSTEM TYPE:STEADY-STATE ERRORS
MODULE 9 ROUTHS METHOD,ROOT LOCUS:MAGNITUDE AND PHASE EQUATIONS
MODULE 10 RULES FOR PLIOTTING THE ROOT LOCUS
MODULE 11 SYSTEM DESIGN USING THE ROOT LOCUS
MODULE 12 FREQUENCY RESPONSE AND NYQUIST DIAGRAMS
MODULE 13 NYQUIST STABILITY CRITERION
……
Index
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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在接触《线性控制系统工程》这本书之前,我对控制理论的理解仅仅停留在一些模糊的概念层面。然而,这本书的出现彻底改变了我的认知。作者以一种极其精妙的方式,将复杂的数学理论与生动形象的工程应用相结合。他从生活中触手可及的例子说起,比如如何让电动汽车的电机精准地输出所需的扭矩,如何控制飞机起落架的伸缩过程,乃至如何优化大型发电厂的功率输出,这些实例的引入,让我立刻感受到线性控制系统在现代工业和社会发展中的核心价值,也为我深入学习打下了坚实的基础。 作者在讲解系统建模部分,展现了非凡的洞察力。他首先详细阐述了如何从物理系统的基本原理出发,例如力学、电学和热学定律,来推导出描述系统动态行为的数学模型。随后,他系统地介绍了如何利用拉普拉斯变换,将时域的微分方程转化为频域的代数方程,即传递函数。我尤其欣赏作者在讲解传递函数与系统零极点之间的关系时,所做的细致分析,他清晰地展示了零极点如何直接影响系统的响应速度、稳定性和瞬态行为,这让我能够更直观地理解系统的动态特性。 关于系统的稳定性分析,这本书提供了非常全面和系统的讲解。从经典的Routh-Hurwitz判据,到更为直观的Nyquist判据和Bode图分析,作者都进行了详尽的阐述,并配以大量的图示和计算示例。我尤其对Bode图的解读印象深刻,它能够直观地展示系统在不同频率下的幅值和相位响应,从而帮助我们判断系统的稳定性,并理解如何通过调整控制器参数来改善系统的稳定性。 在控制器设计方面,《线性控制系统工程》提供了多种经典的策略。除了广泛应用的PID控制器,书中还深入介绍了状态反馈控制、前馈控制以及极点配置等更高级的设计方法。我特别喜欢作者关于极点配置的讲解,它允许我们直接通过设计控制器来指定闭环系统的极点位置,从而获得期望的动态响应,这是一种非常强大的控制设计思路。 书中关于系统性能评价的部分,也让我对“好”的控制系统有了更清晰的认识。作者详细解释了瞬态响应指标,如超调量、上升时间和调节时间,以及稳态响应指标,如稳态误差,并分析了这些指标之间的权衡关系。这对于我在实际工程中进行系统优化和设计权衡提供了重要的指导。 状态空间方法的引入,是本书的另一大亮点。作者从状态向量的概念入手,系统地阐述了如何将系统表示为一组一阶微分方程,以及如何利用状态反馈来实现对系统内部状态的精确控制。这种方法在处理多输入多输出系统和设计更复杂的控制器时尤为重要。 《线性控制系统工程》在处理实际工程问题时,也展现了其深刻的实践性。作者提到了模型不确定性、传感器噪声和执行器饱和等实际工程中常见的挑战,并简要介绍了如何通过鲁棒控制和滤波技术来应对这些问题。这让我意识到,在理论设计之后,还需要考虑现实世界的各种不确定因素。 总而言之,《线性控制系统工程》这本书不仅为我提供了扎实的理论基础,更重要的是,它教会了我如何将这些理论应用于解决实际工程问题。作者的讲解清晰、逻辑严谨,图文并茂,使得复杂的控制理论也变得易于理解和掌握。这本书无疑是我在控制工程领域学习道路上的一本重要里程碑。

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当《线性控制系统工程》这本书静静地躺在我的书架上时,我并没有预料到它会给我带来如此大的触动。我之前一直认为控制理论是一个相当抽象和偏理论的学科,但这本书的开篇就颠覆了我的认知。作者从一系列非常接地气的例子入手,例如如何精确控制机器人手臂的运动轨迹,如何保持无人机的飞行姿态稳定,甚至是如何在复杂的工业生产线上实现自动化控制。这些生动的场景描绘,让我立刻感受到了线性控制系统在现代科技和工业生产中的核心地位。 在对系统进行数学描述方面,作者的讲解非常到位。他首先介绍了如何将一个物理系统转化为数学模型,比如通过列写微分方程来描述系统的动态行为。然后,他详细讲解了如何利用拉普拉斯变换将时域的微分方程转化为频域的代数方程,即传递函数。我特别赞赏作者在讲解拉普拉斯变换时,并没有仅仅给出转换规则,而是深入分析了它在简化微分方程求解和分析系统动态特性方面的巨大优势。 关于系统的稳定性分析,这本书提供了非常系统和全面的方法。从经典的Routh-Hurwitz稳定性判据,到更直观的Nyquist判据和Bode图分析,作者都进行了详尽的讲解。我尤其对Bode图的解读印象深刻,它能够直观地展示系统在不同频率下的幅值和相位响应,从而帮助我们判断系统的稳定性,并理解如何通过调整控制器参数来改善稳定性。 在控制器设计方面,《线性控制系统工程》一书提供了多种经典的策略。除了广泛应用的PID控制器,书中还深入介绍了状态反馈控制、前馈控制以及极点配置等更高级的设计方法。我特别喜欢作者关于极点配置的讲解,它允许我们直接通过设计控制器来指定闭环系统的极点位置,从而获得期望的动态响应,这是一种非常强大的控制设计思路。 书中关于系统性能评价的部分,也让我对“好”的控制系统有了更清晰的认识。作者详细解释了瞬态响应指标,如超调量、上升时间和调节时间,以及稳态响应指标,如稳态误差,并分析了这些指标之间的权衡关系。这对于我在实际工程中进行系统优化和设计权衡提供了重要的指导。 状态空间方法的介绍,为我打开了控制系统分析和设计的新维度。作者从状态向量的概念入手,系统地阐述了如何将系统表示为一组一阶微分方程,以及如何利用状态反馈来实现对系统内部状态的精确控制。这种方法在处理多输入多输出系统和设计更复杂的控制器时尤为重要。 《线性控制系统工程》在处理实际工程问题时,也展现了其深刻的实践性。作者提到了模型不确定性、传感器噪声和执行器饱和等实际工程中常见的挑战,并简要介绍了如何通过鲁棒控制和滤波技术来应对这些问题。这让我意识到,在理论设计之后,还需要考虑现实世界的各种不确定因素。 总而言之,《线性控制系统工程》这本书不仅为我提供了扎实的理论基础,更重要的是,它教会了我如何将这些理论应用于解决实际工程问题。作者的讲解清晰、逻辑严谨,图文并茂,使得复杂的控制理论也变得易于理解和掌握。这本书无疑是我在控制工程领域学习道路上的一本重要里程碑。

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第一次拿到《线性控制系统工程》这本书,就有一种沉甸甸的专业感扑面而来。封面设计简洁而有力量,没有花哨的装饰,直观地传达了其严谨的学术风格。在翻阅的过程中,我被作者深厚的功底和清晰的逻辑所折服。他没有回避控制理论中那些看似令人望而生畏的数学工具,而是以一种循序渐进、由浅入深的方式,将它们一一呈现在读者面前。 例如,对于传递函数和频率响应的讲解,作者并没有仅仅给出公式,而是通过大量的图示,如Bode图和Nyquist图,来形象地展示系统在不同频率下的行为。我尤其惊叹于作者对Bode图的解释,他不仅仅告诉我们如何读图,更是深入剖析了增益裕度和相位裕度如何直接关联到系统的稳定性,以及如何在图上直观地判断系统是否会振荡。这种将抽象概念视觉化的能力,极大地帮助了我这个对频域分析相对陌生的读者,让我能够更轻松地理解和应用这些工具。 书中关于系统建模的部分,更是为我的工程实践打开了新的大门。作者详细介绍了如何从物理原理出发,建立线性时不变系统的数学模型,包括如何将物理系统的微分方程转换为传递函数或状态空间方程。我特别欣赏他对机电系统建模的详细阐述,从牛顿第二定律到能量守恒,再到如何提取关键变量和参数,整个过程条理清晰,仿佛为我提供了一套标准化的建模流程。这让我明白,一个精确的模型是设计有效控制器的前提。 在控制器设计方面,《线性控制系统工程》提供了多种经典的策略。从PID控制器的深入分析,到状态反馈控制和零极点配置的讲解,都非常具有指导意义。我之前对PID控制器只知其一不知其二,通过这本书,我才真正理解了P、I、D参数各自的作用,以及它们如何共同影响系统的响应速度、稳态误差和稳定性。作者提供的调优方法,如临界比例法和阻尼比法,更是让我摆脱了以往靠“感觉”来调参的困境,能够更加科学地优化控制器性能。 稳定性分析是控制理论中的核心,也是许多工程师学习中的难点。这本书在这方面进行了极为细致的阐述。从Routh-Hurwitz稳定性判据到Nyquist判据,再到更直观的根轨迹法,作者都进行了详尽的讲解和大量的例题演示。我尤其对根轨迹法的理解加深,它能够直观地展示闭环极点随增益变化的轨迹,从而帮助我们选择合适的控制器参数以获得期望的稳定性。 书中关于系统性能指标的定义和分析,也为我提供了一个评价控制系统好坏的客观标准。瞬态响应指标如超调量、上升时间和调节时间,以及稳态响应指标如稳态误差,在书中都有清晰的定义和计算方法。更重要的是,作者强调了这些指标之间的权衡关系,以及如何通过调整控制器参数来优化整体性能。这让我明白,设计一个优秀的控制器,需要在多个性能指标之间找到最佳的平衡点。 状态空间法的引入,是这本书的另一大亮点。作者从状态向量的概念入手,系统地介绍了状态空间方程的建立、变换和应用。特别是关于利用状态反馈来改变系统动态特性的方法,如极点配置,让我看到了直接控制系统内部状态的可能性。这对于设计更复杂的控制系统,如最优控制和鲁棒控制,奠定了坚实的基础。 这本书在讨论实际工程问题时,也展现了其深刻的洞察力。作者并没有仅仅停留在理论层面,而是提到了诸如传感器噪声、执行器饱和等实际工程中常见的问题,并简要介绍了如何通过滤波器设计或控制策略的改进来应对这些挑战。这种对实际工程细节的关注,让这本书的价值倍增。 总而言之,《线性控制系统工程》这本书是一本集理论深度、实践指导和思维启发于一体的杰作。作者的讲解清晰、逻辑严谨,图文并茂,使得复杂的控制理论也变得易于理解和掌握。对于任何希望深入了解线性控制系统原理并将其应用于工程实践的读者来说,这本书都绝对是不可错过的经典之作。

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拿到《线性控制系统工程》这本书,我原本对控制理论的认知还非常有限,仅限于一些模糊的概念。然而,这本书以其独特且极具吸引力的写作风格,很快就改变了我的看法。作者从非常贴近生活的例子入手,比如如何精确控制无人机的飞行姿态,如何让自动驾驶汽车保持在车道中央,甚至是如何实现高效的能源管理系统。这些生动的应用场景,让我瞬间意识到控制系统在现代科技和社会发展中的重要性,也极大地激发了我深入学习的兴趣。 在系统建模方面,作者展现了非凡的洞察力。他首先详细阐述了如何从物理系统的基本原理出发,例如力学、电学和热学定律,来推导出描述系统动态行为的数学模型。随后,他系统地介绍了如何利用拉普拉斯变换,将时域的微分方程转化为频域的代数方程,即传递函数。我尤其欣赏作者在讲解传递函数与系统零极点之间的关系时,所做的细致分析,他清晰地展示了零极点如何直接影响系统的响应速度、稳定性和瞬态行为,这让我能够更直观地理解系统的动态特性。 关于系统的稳定性分析,这本书提供了非常全面和系统的讲解。从经典的Routh-Hurwitz判据,到更为直观的Nyquist判据和Bode图分析,作者都进行了详尽的阐述,并配以大量的图示和计算示例。我尤其对Bode图的解读印象深刻,它能够直观地展示系统在不同频率下的幅值和相位响应,从而帮助我们判断系统的稳定性,并理解如何通过调整控制器参数来改善系统的稳定性。 在控制器设计方面,《线性控制系统工程》提供了多种经典的策略。除了广泛应用的PID控制器,书中还深入介绍了状态反馈控制、前馈控制以及极点配置等更高级的设计方法。我特别喜欢作者关于极点配置的讲解,它允许我们直接通过设计控制器来指定闭环系统的极点位置,从而获得期望的动态响应,这是一种非常强大的控制设计思路。 书中关于系统性能评价的部分,也让我对“好”的控制系统有了更清晰的认识。作者详细解释了瞬态响应指标,如超调量、上升时间和调节时间,以及稳态响应指标,如稳态误差,并分析了这些指标之间的权衡关系。这对于我在实际工程中进行系统优化和设计权衡提供了重要的指导。 状态空间方法的引入,是本书的另一大亮点。作者从状态向量的概念入手,系统地阐述了如何将系统表示为一组一阶微分方程,以及如何利用状态反馈来实现对系统内部状态的精确控制。这种方法在处理多输入多输出系统和设计更复杂的控制器时尤为重要。 《线性控制系统工程》在处理实际工程问题时,也展现了其深刻的实践性。作者提到了模型不确定性、传感器噪声和执行器饱和等实际工程中常见的挑战,并简要介绍了如何通过鲁棒控制和滤波技术来应对这些问题。这让我意识到,在理论设计之后,还需要考虑现实世界的各种不确定因素。 总而言之,《线性控制系统工程》这本书不仅为我提供了扎实的理论基础,更重要的是,它教会了我如何将这些理论应用于解决实际工程问题。作者的讲解清晰、逻辑严谨,图文并茂,使得复杂的控制理论也变得易于理解和掌握。这本书无疑是我在控制工程领域学习道路上的一本重要里程碑。

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我一直对工程师是如何创造出能够精确执行指令的机械和电子设备感到好奇,直到我读了《线性控制系统工程》。这本书的开篇就用非常直观且引人入胜的方式,向我展示了控制系统是如何在我们周围的世界中发挥作用的。从调节家用电器的温度,到稳定飞机的飞行姿态,再到控制工业生产线上的机器人手臂,作者通过一系列贴近生活的例子,让我对控制系统有了初步的认识,并激发了我进一步探索的欲望。 作者在讲解系统建模部分,展现了非凡的洞察力。他首先详细阐述了如何从物理系统的基本原理出发,例如力学、电学和热学定律,来推导出描述系统动态行为的数学模型。随后,他系统地介绍了如何利用拉普拉斯变换,将时域的微分方程转化为频域的代数方程,即传递函数。我尤其欣赏作者在讲解传递函数与系统零极点之间的关系时,所做的细致分析,他清晰地展示了零极点如何直接影响系统的响应速度、稳定性和瞬态行为,这让我能够更直观地理解系统的动态特性。 关于系统的稳定性分析,这本书提供了非常全面和系统的讲解。从经典的Routh-Hurwitz判据,到更为直观的Nyquist判据和Bode图分析,作者都进行了详尽的阐述,并配以大量的图示和计算示例。我尤其对Bode图的解读印象深刻,它能够直观地展示系统在不同频率下的幅值和相位响应,从而帮助我们判断系统的稳定性,并理解如何通过调整控制器参数来改善系统的稳定性。 在控制器设计方面,《线性控制系统工程》提供了多种经典的策略。除了广泛应用的PID控制器,书中还深入介绍了状态反馈控制、前馈控制以及极点配置等更高级的设计方法。我特别喜欢作者关于极点配置的讲解,它允许我们直接通过设计控制器来指定闭环系统的极点位置,从而获得期望的动态响应,这是一种非常强大的控制设计思路。 书中关于系统性能评价的部分,也让我对“好”的控制系统有了更清晰的认识。作者详细解释了瞬态响应指标,如超调量、上升时间和调节时间,以及稳态响应指标,如稳态误差,并分析了这些指标之间的权衡关系。这对于我在实际工程中进行系统优化和设计权衡提供了重要的指导。 状态空间方法的引入,是本书的另一大亮点。作者从状态向量的概念入手,系统地阐述了如何将系统表示为一组一阶微分方程,以及如何利用状态反馈来实现对系统内部状态的精确控制。这种方法在处理多输入多输出系统和设计更复杂的控制器时尤为重要。 《线性控制系统工程》在处理实际工程问题时,也展现了其深刻的实践性。作者提到了模型不确定性、传感器噪声和执行器饱和等实际工程中常见的挑战,并简要介绍了如何通过鲁棒控制和滤波技术来应对这些问题。这让我意识到,在理论设计之后,还需要考虑现实世界的各种不确定因素。 总而言之,《线性控制系统工程》这本书不仅为我提供了扎实的理论基础,更重要的是,它教会了我如何将这些理论应用于解决实际工程问题。作者的讲解清晰、逻辑严谨,图文并茂,使得复杂的控制理论也变得易于理解和掌握。这本书无疑是我在控制工程领域学习道路上的一本重要里程碑。

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这本书的书名是《线性控制系统工程》。 拿到《线性控制系统工程》这本书,我原本是抱着一种“不过就是一本技术教材”的心态,毕竟控制理论听起来就离我的日常工作有些遥远。但翻开第一页,我就被深深吸引了。开篇的那几章,作者并没有一上来就抛出复杂的数学公式和抽象的理论概念,而是从非常贴近生活的例子入手,比如如何调节房间温度以保持恒定,如何让汽车保持在车道上稳定行驶,甚至是如何控制飞行器的姿态。这些生动的案例让原本晦涩的“反馈”、“稳定性”等核心概念一下子变得鲜活起来,我仿佛能看到那些无形的“控制器”在默默工作,维持着我们周围世界的秩序。 然后,作者开始逐渐引入数学工具。我必须要说,作者在这一部分的讲解做得非常出色。他并没有直接给出各种定理和引理,而是通过循序渐进的方式,从最基本的代数运算,到向量空间,再到拉普拉斯变换,每一步都伴随着清晰的推导和图示。我特别欣赏作者对拉普拉斯变换的讲解,他不仅仅是告诉我们“用这个工具”,更是深入剖析了它如何将时域问题转化为频域问题,从而简化了分析和设计过程。配合书中丰富的例题,即使是像我这样数学功底不算特别扎实读者,也能逐渐掌握这些工具的精髓,并且能够自信地将其运用到实际问题中。 书中关于系统建模的部分,可以说是为后续的控制设计打下了坚实的基础。作者详尽地阐述了如何从物理原理出发,建立描述系统动态行为的数学模型,无论是机电系统、热力系统还是液压系统,都有详细的分析过程。我尤其对作者讲解如何从非线性系统近似到线性系统的方法印象深刻。他用大量的图表和类比,解释了在特定工作点附近进行线性化的必要性和合理性,以及如何通过泰勒展开等数学工具来实现。这让我明白,即使现实世界中的系统往往是非线性的,但通过恰当的线性化处理,我们依然可以利用成熟的线性控制理论来解决大部分工程问题,这极大地拓展了我的思路。 在控制器的设计方面,《线性控制系统工程》一书提供了多种行之有效的方法。从最基础的PID控制器,到更高级的状态反馈控制和观测器设计,作者都进行了深入浅出的讲解。我特别喜欢书中关于PID控制器调优的部分,作者没有仅仅给出“经验公式”,而是从频域和时域的角度,分析了P、I、D参数对系统响应的影响,并且提供了一系列系统性的调优策略,例如Ziegler-Nichols方法及其改进。这让我摆脱了之前“瞎猫碰上死耗子”的调优方式,能够有理有据地找到最优参数。 关于系统的稳定性分析,这是控制理论中的重中之重,也是我之前一直觉得比较头疼的部分。《线性控制系统系统工程》在这方面的讲解是极为详尽且深入的。作者不仅介绍了Routh-Hurwitz判据和Nyquist判据等经典方法,更着重阐述了根轨迹法和Bode图分析。根轨迹图如何直观地反映闭环极点随增益变化的轨迹,以及Bode图如何通过频率响应揭示系统的幅值和相位特性,这些都让我茅塞顿开。配合书中大量的图示和计算示例,我终于能够理解和运用这些强大的工具来判断系统的稳定性,并根据稳定性要求来设计控制器。 书中关于系统性能指标的阐述,也让我对“好”的控制系统有了更清晰的认识。作者详细解释了瞬态响应指标,如超调量、上升时间、调节时间,以及稳态响应指标,如稳态误差。他不仅定义了这些指标,更重要的是,他阐述了这些指标之间的权衡关系,以及如何通过调整控制器参数来优化这些指标。例如,为了减小超调量,可能需要牺牲一些响应速度,反之亦然。这种对性能权衡的深入探讨,对于工程师来说是极其宝贵的。 《线性控制系统工程》在状态空间方法的介绍上也做得相当到位。我之前接触过一些状态空间的内容,但总是觉得不够系统。这本书从状态向量的定义入手,将系统的内部动态完全展现在了我们面前。作者详细讲解了如何将传递函数矩阵转换为状态空间方程,以及如何通过状态反馈来改变系统的动态特性。特别是关于极点配置(Pole Placement)的概念,让我看到了直接设计控制器来精确设定闭环系统极点,从而获得理想响应的可能性。 本书对于鲁棒控制的初步介绍,也为我打开了新的视野。虽然书中并未深入探讨最优控制或自适应控制等更高级的领域,但它提到了在实际系统中,模型参数往往存在不确定性,或者会受到外部扰动的影响。作者简要介绍了如何通过增加裕度或者采用更具弹性的控制策略来提高系统的鲁棒性。这一点非常重要,因为现实世界的控制系统很少能完全按照理想模型来运行,了解如何应对不确定性是工程实践中的关键。 贯穿全书的严谨性和逻辑性是这本书最大的优点之一。每一个概念的引入都恰逢其时,每一个数学推导都严丝合缝。作者善于在复杂的数学推导中穿插清晰的解释和直观的类比,让读者能够理解“为什么”以及“怎么做”。这本书不仅仅是一本知识的堆砌,更是一本思维的引导。它教我如何去分析一个控制问题,如何选择合适的工具,以及如何从理论走向实践。 总而言之,《线性控制系统工程》这本书给我带来了非常深刻的工程启迪。它不仅仅是一本理论教材,更是一本实用的工程指南。我从中学到了很多分析和设计控制系统的方法,并且对于如何构建稳定、高效的控制系统有了更系统、更深入的理解。无论你是初学者还是有一定经验的工程师,我相信这本书都能为你提供宝贵的知识和技能,帮助你在控制工程领域走得更远。

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在翻阅《线性控制系统工程》这本书的过程中,我最大的感受就是作者在讲解复杂理论时的清晰度和深度。他没有回避控制系统分析中不可或缺的数学工具,而是以一种非常系统和循序渐进的方式,将它们逐一呈现。例如,在讲解频率响应分析时,作者详细解释了Bode图和Nyquist图的绘制方法及其在判断系统稳定性方面的作用。我尤其欣赏作者对Bode图的解读,他不仅仅是教我们如何“看图”,更是深入分析了幅值和相位裕度如何直接关联到系统的稳定性和抗干扰能力,这让我对系统的动态性能有了更直观的理解。 书中关于系统建模的部分,可以说是为后续的控制设计打下了坚实的基础。作者详细阐述了如何从物理系统的基本原理出发,将实际的动态过程转化为数学模型,通常是以传递函数或状态空间方程的形式。我特别欣赏作者对不同类型系统(如机械、电气、热力等)建模过程的详细描述,他通过实例展示了如何从基本定律出发,一步步推导出系统的数学模型,这为我理解和处理各种工程问题提供了清晰的思路。 在控制器设计方面,《线性控制系统工程》提供了多种经典的策略,从基础的PID控制器到更先进的状态反馈控制。我之前对PID控制器的理解仅停留在“比例、积分、微分”这三个词,通过这本书,我才真正理解了这三个参数分别对系统响应的影响,以及如何通过调整它们来优化系统的性能,例如减小超调量、消除稳态误差和提高响应速度。作者还介绍了诸如超前/滞后补偿器等设计方法,为提高系统性能提供了更多选择。 关于系统的稳定性分析,这是控制理论中的关键部分。本书在这方面的内容非常充实,涵盖了Routh-Hurwitz判据、Nyquist判据以及根轨迹法等多种分析工具。我特别喜欢根轨迹法的讲解,它能够直观地展示闭环系统极点随控制器参数变化而移动的轨迹,从而帮助我们选择合适的参数以确保系统稳定并获得理想的动态响应。 书中关于系统性能指标的详细分析,也让我对“好”的控制系统有了更清晰的认识。作者详细解释了瞬态响应指标,如超调量、上升时间和调节时间,以及稳态响应指标,如稳态误差,并分析了这些指标之间的权衡关系。这对于我在实际工程中进行系统优化和设计权衡提供了重要的指导。 状态空间方法的引入,是本书的另一大亮点。作者从状态向量的概念入手,系统地阐述了如何将系统表示为一组一阶微分方程,以及如何利用状态反馈来实现对系统内部状态的精确控制。这种方法在处理多输入多输出系统和设计更复杂的控制器时尤为重要。 《线性控制系统工程》在处理实际工程问题时,也展现了其深刻的实践性。作者提到了模型不确定性、传感器噪声和执行器饱和等实际工程中常见的挑战,并简要介绍了如何通过鲁棒控制和滤波技术来应对这些问题。这让我意识到,在理论设计之后,还需要考虑现实世界的各种不确定因素。 总而言之,《线性控制系统工程》这本书不仅为我提供了扎实的理论基础,更重要的是,它教会了我如何将这些理论应用于解决实际工程问题。作者的讲解清晰、逻辑严谨,图文并茂,使得复杂的控制理论也变得易于理解和掌握。这本书无疑是我在控制工程领域学习道路上的一本重要里程碑。

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当我第一次接触到《线性控制系统工程》这本书时,我原本抱着一种学习专业知识的心态,但很快就被其内容深深吸引。作者的写作风格非常独特,他没有直接抛出复杂的数学公式,而是从与我们日常生活息息相关的例子出发,比如如何精确控制摄像头的对焦,如何让汽车的巡航系统保持速度稳定,甚至是如何在大型游乐设施中实现精确的运动控制。这些生动的场景,让我立刻感受到了控制系统在现代社会中的无处不在,也为我深入学习打下了良好的基础。 在系统建模方面,作者展现了极高的专业素养。他详细介绍了如何从物理系统的基本原理出发,例如力学、电学和热学定律,来推导出描述系统动态行为的数学模型。随后,他系统地介绍了如何利用拉普拉斯变换,将时域的微分方程转化为频域的代数方程,即传递函数。我尤其欣赏作者在讲解传递函数与系统零极点之间的关系时,所做的细致分析,他清晰地展示了零极点如何直接影响系统的响应速度、稳定性和瞬态行为,这让我能够更直观地理解系统的动态特性。 关于系统的稳定性分析,这本书提供了非常全面和系统的讲解。从经典的Routh-Hurwitz判据,到更为直观的Nyquist判据和Bode图分析,作者都进行了详尽的阐述,并配以大量的图示和计算示例。我尤其对Bode图的解读印象深刻,它能够直观地展示系统在不同频率下的幅值和相位响应,从而帮助我们判断系统的稳定性,并理解如何通过调整控制器参数来改善系统的稳定性。 在控制器设计方面,《线性控制系统工程》提供了多种经典的策略。除了广泛应用的PID控制器,书中还深入介绍了状态反馈控制、前馈控制以及极点配置等更高级的设计方法。我特别喜欢作者关于极点配置的讲解,它允许我们直接通过设计控制器来指定闭环系统的极点位置,从而获得期望的动态响应,这是一种非常强大的控制设计思路。 书中关于系统性能评价的部分,也让我对“好”的控制系统有了更清晰的认识。作者详细解释了瞬态响应指标,如超调量、上升时间和调节时间,以及稳态响应指标,如稳态误差,并分析了这些指标之间的权衡关系。这对于我在实际工程中进行系统优化和设计权衡提供了重要的指导。 状态空间方法的引入,是本书的另一大亮点。作者从状态向量的概念入手,系统地阐述了如何将系统表示为一组一阶微分方程,以及如何利用状态反馈来实现对系统内部状态的精确控制。这种方法在处理多输入多输出系统和设计更复杂的控制器时尤为重要。 《线性控制系统工程》在处理实际工程问题时,也展现了其深刻的实践性。作者提到了模型不确定性、传感器噪声和执行器饱和等实际工程中常见的挑战,并简要介绍了如何通过鲁棒控制和滤波技术来应对这些问题。这让我意识到,在理论设计之后,还需要考虑现实世界的各种不确定因素。 总而言之,《线性控制系统工程》这本书不仅为我提供了扎实的理论基础,更重要的是,它教会了我如何将这些理论应用于解决实际工程问题。作者的讲解清晰、逻辑严谨,图文并茂,使得复杂的控制理论也变得易于理解和掌握。这本书无疑是我在控制工程领域学习道路上的一本重要里程碑。

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刚拿到《线性控制系统工程》这本书时,我以为它只是一本枯燥的技术手册,但很快我就被其内容所吸引。作者的写作风格非常独特,他没有上来就用一堆公式轰炸读者,而是从一些非常基础和直观的物理现象出发,例如如何调节家里的恒温器来维持室内温度的稳定,或者如何让自动驾驶汽车保持在车道中央。这些贴近生活的例子,让我瞬间感受到了控制系统在日常生活中的重要性,也为后续理论的学习打下了良好的基础。 随后,作者开始深入讲解线性系统的基本概念,如传递函数、阶跃响应和冲激响应。我特别欣赏作者对传递函数的讲解,他不仅仅是给出了数学表达式,更是通过大量生动形象的比喻,解释了传递函数如何描述输入信号如何通过系统转化为输出信号。他还详细介绍了如何从系统的物理模型中推导出传递函数,以及如何利用传递函数的零极点来分析系统的动态特性,比如响应速度和稳定性。 关于系统建模的部分,作者表现出了极高的专业素养。他详细阐述了如何将各种物理系统,如机械系统、电气系统和液压系统,转化为用线性微分方程描述的数学模型,并进一步将其表示为传递函数或状态空间方程。我尤其对作者讲解如何处理多输入多输出(MIMO)系统的模型转化印象深刻,他用清晰的图示和数学推导,展示了如何构建系统矩阵,为后续的控制器设计奠定了基础。 在控制器设计方面,《线性控制系统工程》提供了多种经典且实用的方法。从PID控制器及其各种改进型,到更高级的状态反馈控制器和前馈控制器,作者都进行了详尽的介绍。我之前对PID控制器的理解非常有限,通过这本书,我才真正理解了P、I、D参数各自的作用,以及它们如何相互配合来影响系统的性能,如瞬态响应和稳态误差。 本书在稳定性分析方面的内容更是令我茅塞顿开。作者不仅介绍了Routh-Hurwitz判据和Nyquist判据等经典方法,还着重阐述了根轨迹法和Bode图分析。根轨迹图如何直观地反映闭环极点随增益变化的轨迹,以及Bode图如何通过频率响应揭示系统的幅值和相位特性,这些都让我能够更深刻地理解系统的稳定性。 另外,书中关于系统性能指标的详细分析,也让我对如何评价一个控制系统的优劣有了更清晰的认识。从超调量、上升时间、调节时间等瞬态响应指标,到稳态误差等稳态响应指标,作者都进行了深入的解释,并分析了它们之间的权衡关系。这对于我在实际工程中选择合适的控制器参数以达到最优性能非常有帮助。 状态空间方法的引入,是本书的另一大亮点。作者从状态变量的概念入手,系统地阐述了如何建立系统的状态空间方程,以及如何利用状态反馈来实现极点配置,从而精确地控制系统的动态行为。这种方法为设计更复杂的控制系统,如最优控制和鲁棒控制,提供了强大的工具。 在讨论实际工程问题时,《线性控制系统工程》也展现了其深刻的实践洞察力。作者提到了诸如传感器噪声、执行器饱和和模型不确定性等实际工程中常见的问题,并简要介绍了如何通过滤波器设计或控制策略的改进来提高系统的鲁棒性和性能。 总而言之,《线性控制系统工程》这本书的内容非常丰富且具有深度。作者的讲解逻辑清晰,循序渐进,配以大量的图示和实例,使得复杂的控制理论也变得易于理解和掌握。这本书不仅是一本理论教材,更是一本实践指南,对于任何希望在控制工程领域有所建树的人来说,都绝对是不可或缺的宝藏。

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当我翻开《线性控制系统工程》这本书的第一页时,我并没有想到它会成为我学习道路上的一盏明灯。作者的写作风格非常独特,他巧妙地将看似枯燥的数学理论与生动形象的工程实例相结合。从控制家里的空调温度,到稳定飞行器的姿态,再到优化工业生产流程,作者通过一系列贴近生活的例子,向我展示了线性控制系统在现代社会中的重要作用和广泛应用,这极大地激发了我深入学习的兴趣。 在对系统进行数学描述方面,作者的讲解非常深入且易于理解。他详细介绍了如何从物理系统的基本原理出发,建立数学模型,并将复杂的物理过程转化为简洁的微分方程。我特别欣赏作者在讲解拉普拉斯变换时的细致入微,他不仅给出了转换规则,更深入阐述了它如何将时域的微分方程转化为频域的代数方程,极大地简化了系统的分析和设计过程。 关于系统的稳定性分析,这本书提供了非常全面和系统的讲解。从经典的Routh-Hurwitz判据,到更为直观的Nyquist判据和Bode图分析,作者都进行了详尽的阐述,并配以大量的图示和计算示例。我尤其对Bode图的解读印象深刻,它能够直观地展示系统在不同频率下的幅值和相位响应,从而帮助我们判断系统的稳定性,并理解如何通过调整控制器参数来改善系统的稳定性。 在控制器设计方面,《线性控制系统工程》提供了多种经典的策略。除了广泛应用的PID控制器,书中还深入介绍了状态反馈控制、前馈控制以及极点配置等更高级的设计方法。我特别喜欢作者关于极点配置的讲解,它允许我们直接通过设计控制器来指定闭环系统的极点位置,从而获得期望的动态响应,这是一种非常强大的控制设计思路。 书中关于系统性能评价的部分,也让我对“好”的控制系统有了更清晰的认识。作者详细解释了瞬态响应指标,如超调量、上升时间和调节时间,以及稳态响应指标,如稳态误差,并分析了这些指标之间的权衡关系。这对于我在实际工程中进行系统优化和设计权衡提供了重要的指导。 状态空间方法的引入,是本书的另一大亮点。作者从状态向量的概念入手,系统地阐述了如何将系统表示为一组一阶微分方程,以及如何利用状态反馈来实现对系统内部状态的精确控制。这种方法在处理多输入多输出系统和设计更复杂的控制器时尤为重要。 《线性控制系统工程》在处理实际工程问题时,也展现了其深刻的实践性。作者提到了模型不确定性、传感器噪声和执行器饱和等实际工程中常见的挑战,并简要介绍了如何通过鲁棒控制和滤波技术来应对这些问题。这让我意识到,在理论设计之后,还需要考虑现实世界的各种不确定因素。 总而言之,《线性控制系统工程》这本书不仅为我提供了扎实的理论基础,更重要的是,它教会了我如何将这些理论应用于解决实际工程问题。作者的讲解清晰、逻辑严谨,图文并茂,使得复杂的控制理论也变得易于理解和掌握。这本书无疑是我在控制工程领域学习道路上的一本重要里程碑。

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读到吐血的,每章有3-5处错误的书

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读到吐血的,每章有3-5处错误的书

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全英文的教材,静不下心去研读。万幸有一个好讲师。 我们只讲了前21章。

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很喜欢后面的实例

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老外写的书比较随意,有些地方有点小错误,中译本有纠正

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