自动控制理论自学同步训练习题与精解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力出版社

作者:杨京燕编

出品人:

页数:182

译者:

出版时间:2004-1

价格:19.00

装帧:平装

isbn号码:9787508317731

丛书系列:

图书标签:

• 自动控制
• 控制理论
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• 大学教材
• 工程教育
• 电气工程

好的，这是一份关于《自动控制理论自学同步训练习题与精解》之外的其他图书的详细介绍，内容旨在提供尽可能丰富的、与原书内容不重叠的信息，并力求语言自然、专业。 --- 深入探索控制系统的前沿与实践：精选参考书目导览 在自动控制理论的学习和应用领域，知识体系的构建需要多维度的支撑。除了针对特定教材配套的习题与解析外，掌握更广阔的理论前沿、深入理解实际工程应用中的复杂问题，是成为合格工程师的关键。以下将为您详细介绍几类在自动控制领域中具有重要影响力的参考书籍，它们分别侧重于理论的深化、特定控制方法的精讲、系统辨识与仿真，以及实际工程案例的分析。 一、 现代控制理论的深度拓展：从状态空间到最优控制 对于已经掌握经典控制基础（如传递函数、频率响应分析）的学习者而言，深入现代控制理论是必然选择。这类书籍通常侧重于系统的时间域分析、状态空间表示以及更高级的控制策略。 1. 《线性系统理论与设计》（Linear System Theory and Design） 这类著作通常以严格的数学语言为基础，系统地阐述状态空间模型的建立、系统的能控性和能观测性分析。 核心内容聚焦： 它将控制问题从频域转移到更具几何直观性的相空间。重点介绍李雅普诺夫稳定性理论，这是一种不依赖于求解微分方程的稳定性判断方法，对于非线性系统的分析尤为重要。此外，它会详细阐述极点配置（Pole Placement）技术，包括使用状态反馈实现期望的系统响应，以及观测器（如卡尔曼滤波器或Luenberger观测器）的设计，用以估计无法直接测量的系统状态。 与习题集的区别： 习题集往往集中在基础概念的验证和计算，而此类教科书则更注重理论推导的严谨性和对系统本质特性的揭示。它提供的不是“如何解题”，而是“为何如此设计”。 2. 《最优控制理论与应用》（Optimal Control Theory and Applications） 最优控制是现代控制理论皇冠上的明珠之一，它将控制问题转化为一个最小化（或最大化）性能指标函数的问题。 核心内容聚焦： 介绍变分法在控制理论中的应用，如欧拉-拉格朗日方程。重点讲解庞特里亚金极大值原理（Pontryagin's Maximum Principle），这是求解开环最优控制问题的强大工具，尤其适用于有状态或控制约束的系统。另一核心是动态规划（Dynamic Programming）和著名的贝尔曼方程（Bellman Equation），用以构建连续时间或离散时间下的最优反馈控制律。 应用侧重： 这类书籍会深入探讨LQR（Linear Quadratic Regulator）问题，这是最优控制在有限维线性系统中最具代表性的应用，提供了设计具有良好暂态性能和鲁棒性的线性二次型调节器的系统方法。 二、 鲁棒性与不确定性处理：适应现实世界的复杂性 现实中的工程系统充满了不确定性，包括参数误差、外部干扰和模型简化带来的偏差。鲁棒控制理论正是为了应对这些挑战而生。 1. 《鲁棒控制工程》（Robust Control Engineering） 相较于经典控制对模型精确性的苛刻要求，鲁棒控制专注于在模型不确定性存在下仍能保证系统的性能和稳定性。 核心内容聚焦： 引入$H_{infty}$控制、$mu$分析和综合等先进工具。它将控制设计问题转化为在特定范数下的优化问题，例如最小化闭环系统对外部扰动的敏感度。书籍会详细解释“加权函数”的概念，允许工程师根据不同频段的性能需求（如高频抑制噪声、低频抵抗静差）来定制控制器的性能边界。 理论深度： 重点在于理解复平面上的奇异值分解（SVD）在分析系统不确定性对闭环响应影响中的作用，以及如何通过线性分式变换（LFT）来精确建模系统的不确定性结构。 三、 离散系统与数字控制的实践深化 随着微处理器和DSP技术的普及，几乎所有现代控制系统都运行在离散时间域。对离散控制的深入理解至关重要。 1. 《数字控制系统原理与应用》（Digital Control Systems: Principles and Applications） 这类书籍承接了连续时间控制的理论，但将重点放在如何将连续系统转化为可以在计算机上实现的离散系统。 核心内容聚焦： 详细讨论Z变换、脉冲采样理论（如采样率的选择、保持器的影响）。关键在于离散化方法的选择，例如零阶保持（ZOH）、一阶保持（FOH）及其对系统特性的影响。此外，会探讨如何将经典的连续时间控制器（如PID）转换为等效的离散时间形式，以及如何直接设计离散时间控制器（如使用双线性变换将$s$平面映射到$z$平面）。 编程与仿真： 这类书籍通常会提供大量的MATLAB/Simulink或特定编程语言的实例，展示如何实现如Tustin变换、有限脉冲响应（FIR）滤波等数字控制算法，这是自学同步训练中较少深入的部分。 四、 系统辨识：从数据中构建模型 控制系统设计的前提是准确的模型。当物理定律难以完全描述系统时，系统辨识技术成为必要手段。 1. 《系统辨识基础》（System Identification: Basis and Methods） 这类书籍专注于如何利用实验获取的输入/输出数据来估计系统的数学模型。 核心内容聚焦： 涵盖了从经典的参数估计方法（如最小二乘法及其递推形式）到更复杂的模型结构选择。重点讲解ARX、ARMAX、OE模型等，并分析它们在不同噪声环境下对系统动态的拟合优劣。算法的理论基础，如协方差矩阵、偏白的定义，都是核心内容。 实践挑战： 书籍会指导读者如何进行实验设计（如选择激励信号的类型和功率谱密度），如何验证辨识模型的有效性（如残差分析和交叉验证），这些是保证模型可用于后续控制设计的关键步骤，是单纯的“解题”训练无法替代的。 总结 通过阅读和研究上述不同方向的专业著作，学习者可以构建一个远超基础习题训练的知识框架。从线性系统理论奠定严谨基础，到最优控制追求性能极限，再到鲁棒控制确保实际可靠性，辅以数字控制的工程实现和系统辨识的数据驱动建模能力，构成了一个完整、多层次的自动控制知识体系，真正实现理论指导实践的目标。这些书籍提供了更深层次的数学推导、更广泛的工程应用案例，以及对控制系统设计哲学更深刻的理解。

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这本书的深度与广度拿捏得恰到好处，它成功地在学术严谨性与自学友好性之间找到了一个黄金分割点。它并没有为了追求包罗万象而牺牲核心内容的精讲，也没有为了迎合初学者而过度简化关键步骤。对于那些想系统、深入地掌握自动控制领域核心知识体系的读者而言，它提供了一个非常扎实可靠的基石。我发现，在学习其他更高级的比如最优控制或智能控制时，回顾这本书中对经典控制理论的扎实铺垫，能够让我更快地理解后续内容的数学结构和设计思路。它不仅仅是一本习题集或讲解手册，更像是一份长期有效的知识储备库，值得反复研读和珍藏。

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我过去尝试过好几本关于自动控制的教材，但总觉得在理论和实际应用之间存在一道鸿沟。这本书在这方面做得非常出色。它不仅深入讲解了频域分析、时域响应等核心理论，还穿插了大量真实世界的工程案例作为佐证。比如，在讲解PID控制器的整定方法时，它不仅给出了Ziegler-Nichols等经典方法，还对比了它们在不同系统（如惯性环节、滞后环节）下的表现差异，并指出了各自的局限性。这种结合实际工况的分析，让书本上的知识立刻活了起来，对于正在从事或即将从事相关行业的朋友来说，这份实践指导的价值是无可估量的，它真正做到了理论指导实践。

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这本书的排版和印刷质量实在让人眼前一亮。纸张手感厚实，油墨清晰，长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。装帧设计也很用心，封面简洁大气，内页的结构划分清晰明了，各个章节的标题和重要概念都有明确的区块划分，查找资料非常方便。尤其值得一提的是，书中的图表绘制得相当精细，坐标轴的刻度和曲线的细节都处理得很到位，这对于理解复杂的控制系统模型至关重要。很多技术书籍在图表方面常常敷衍了事，但这本书明显在这方面下了不少功夫，体现了出版方对专业性和用户体验的重视。对于需要经常翻阅和做笔记的读者来说，这种高品质的实体书体验感是电子版无法替代的。

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从语言风格上来说，作者的叙述方式非常“接地气”，读起来毫无枯燥感。他似乎很懂得如何与一个正在努力攻克难关的学习者对话。在处理一些特别拗口的数学证明或概念区分时，作者会不自觉地使用一些形象的比喻或者反问句来引导读者的思考，而不是采用那种高高在上的学术腔调。这种亲切的沟通感，极大地缓解了学习过程中产生的挫败感。我尤其欣赏那些专门设置的“易混淆点辨析”小节，那些往往是自学中最容易卡壳的地方，作者总能一语中的地指出关键差异，让人豁然开朗，仿佛身边有一位耐心的助教在实时答疑解惑。

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这本书的内容组织逻辑性极强，简直就像一位经验丰富的老教授在为你量身定制学习路径。它没有一开始就抛出晦涩难懂的数学公式，而是循序渐进地从基础概念入手，每深入一个层次都会通过严谨的数学推导来支撑前一个概念的引入。这种“由浅入深、层层递进”的讲解方式，让初学者也能较快地建立起系统的知识框架。我个人特别喜欢它在引入新理论时，总是会先给出直观的物理意义或工程背景，而不是单纯的理论堆砌。这使得抽象的控制原理变得触手可及，极大地增强了学习的内在动力，避免了陷入“为公式而学公式”的困境。

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