国外电子信息科学经典教材系列-现代控制工程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:(美)Katsuhiko Ogata

出品人:

页数:931

译者:

出版时间:2000-5

价格:90.00元

装帧:

isbn号码:9787505353954

丛书系列:

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聚焦前沿，贯穿理论与实践的必修之课 在日新月异的科技浪潮中，对复杂系统进行精确、高效的调控与优化，已成为驱动现代工程进步的核心动力。从航空航天到生物医药，从智能制造到新能源，无处不在的控制需求，呼唤着理论与实践深度融合的系统性知识体系。本书正是这样一本旨在系统构建读者坚实控制理论基础，并深刻理解其在工程实践中广泛应用的权威著作。 本书并非孤立的理论堆砌，而是以一种抽丝剥茧的方式，逐步揭示现代控制工程的核心理念与方法。我们将从最基本的系统模型构建入手，引导读者理解如何将现实世界的物理、化学、工程过程转化为数学语言，为后续的分析与设计奠定基础。这包括对线性时不变系统、线性时变系统以及非线性系统的深入探讨，并着重介绍状态空间描述等现代控制理论的关键表达方式。 紧接着，本书将带领读者深入掌握系统分析的核心技术。我们将详细阐述系统的稳定性判据，例如李雅普诺夫稳定性理论，帮助读者理解系统在受到扰动后能否恢复到平衡状态，这是确保系统可靠运行的生命线。同时，本书还将探讨系统的可控性与可观测性，这两者是设计反馈控制器和状态估计器的前提条件，是实现精确控制的基石。读者将学习如何通过数学工具判断一个系统是否能够被外部输入所驱动至任意状态，以及是否能够通过测量输出信号来推断系统的内部状态。 在理论分析的基础上，本书将重点转移到控制器的设计。我们不仅会回顾经典的PID控制等传统控制方法，更会着重介绍现代控制理论下的先进设计策略。例如，状态反馈控制器的设计，如何根据系统的状态信息设计出能够实现期望性能的控制器；以及观测器设计，当无法直接测量系统所有状态时，如何利用输出信息来估计内部状态，从而实现基于估计状态的控制。此外，本书还将引入更复杂的控制技术，如最优控制理论，它旨在寻找最优的控制策略以最小化某个性能指标，这在资源受限或需要极致性能的场景下尤为重要。我们还将触及鲁棒控制和自适应控制等前沿领域，探讨如何在系统模型不确定或环境不断变化的情况下，依然保证系统的稳定性和性能。 本书的另一大亮点在于其理论与应用的紧密结合。每一章节的理论讲解都辅以丰富的工程实例，帮助读者理解抽象的数学概念在实际工程问题中的具体应用。无论是飞机姿态的稳定，机器人的精确运动控制，还是复杂化学反应过程的调节，本书都将提供深入的分析与解决方案。读者将有机会接触到如何将所学的控制理论应用于实际硬件平台，进行仿真验证，并最终实现系统的优化。 为了帮助读者更好地掌握复杂的概念，本书在编排上力求清晰流畅，循序渐进。每个章节都包含清晰的学习目标，并在内容讲解中穿插了大量的例题和习题，这些例题的设计贴近实际工程问题，旨在巩固和拓展读者对理论的理解。习题部分则提供了不同难度和类型的题目，鼓励读者独立思考和解决问题，从而切实提升工程实践能力。 本书的目标读者涵盖了电子信息科学、自动化、机械工程、航空航天、能源工程等多个领域的本科生、研究生以及相关领域的工程师。无论您是初次接触控制工程，还是希望深入提升自身在该领域的专业素养，本书都将是您不可或缺的参考。我们坚信，通过系统学习本书内容，读者将能够深刻理解现代控制工程的精髓，掌握解决复杂工程问题的有力工具，并在未来的学术研究和工程实践中取得卓越成就。

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我不得不承认，我是一个对理论推导要求极高的人，很多市面上的教材在推导的严谨性上总差那么一点火候，要么是关键步骤一笔带过，要么是假设条件交代不清，搞得人心里总是不踏实。然而，翻开这本《现代控制工程》后，我的疑虑立刻烟消云散了。它的数学基础构建得极其扎实，每一个定理的引入都伴随着清晰的背景铺垫和逻辑推理链条。特别是关于最优控制那几章，拉格朗日乘子法、哈密顿-雅可比-贝尔曼方程的推导过程，简直是教科书级别的典范。作者似乎深知读者在面对这些高阶理论时的困难点，因此在关键的数学变换和变量替换处都做了非常详尽的注解，使得整个推导过程一气呵成，毫无晦涩之处。我甚至专门拿它和一些国外顶尖大学的参考书做对比，发现它在保持数学完备性的同时，在章节的组织和知识的递进关系上处理得更为巧妙和人性化。对于那些需要将控制工程应用于前沿研究，要求理论基础无懈可击的博士生或研究人员而言，这本书绝对可以成为案头必备的“定海神针”，它保证了你所学到的知识体系是坚固且可靠的。

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对我来说，控制工程的魅力在于它能够将物理世界的动态变化转化为数学语言，并通过算法来影响和驾驭这些变化。这本书完美地诠释了这种哲学。它不仅仅停留在如何设计一个控制器上，而是花了大量篇幅去讨论“为什么”要选择这种结构，以及这种结构在面对现实世界的限制（如传感器噪声、执行器饱和）时会暴露哪些固有缺陷。书中对于“模型化”的讨论尤其深刻，作者反复强调“好的模型胜过复杂的算法”，这是一种非常成熟的工程观。比如，在讲解PID控制的局限性时，它没有急于抛出先进的滑模或自适应控制，而是先深入分析了传统PID在非线性系统或存在较大纯滞后时的失效机制，这使得读者在学习更高级技术时，能够带着批判性的眼光去审视新方法的适用边界。这种由浅入深、层层递进的教学逻辑，培养的不是一个只会套公式的“计算器”，而是一个懂得系统分析和权衡利弊的“工程师”。这本书，与其说是一本教材，不如说是一部关于现代控制思想的“思想史”，引导读者真正理解控制工程的精髓所在。

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我一直认为，一本好的教材，除了内容本身，其“可读性”和“辅助学习资源”的质量也至关重要，直接影响到学习效率。这本教材在这方面做得非常到位，简直是为自学者量身定做。它的排版清晰，图表设计精美且信息密度适中，不会让人产生视觉疲劳。更重要的是，它在每一章的末尾都设置了高质量的“回顾与拓展”部分。这个部分不仅仅是习题集，它更像是一个思维导图的浓缩，将本章的核心思想、关键公式以及它们之间的内在联系用简洁的语言提炼出来。我个人的学习习惯是先通读一遍，然后重点攻克那些“拓展”部分，因为那里面往往蕴含着连接不同知识点的桥梁。此外，书中对一些复杂的算法，比如卡尔曼滤波的迭代更新过程，配有流程图，这对于理解动态系统的递归估计过程简直是神来之笔。如果说很多教材是干巴巴的文本堆砌，那么这本书就像是一部精心编排的教学影片，每一个镜头都精确地对准了读者的理解难点，大大降低了学习曲线的陡峭程度。

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这本教材，坦率地说，简直是为我这种在控制理论海洋里摸爬滚打多年的工程师开辟了一条通往彼岸的快船。我记得我第一次接触现代控制理论时，教科书上的那些矩阵微分方程和状态空间描述简直让人望而生畏，感觉自己像是在啃一块又硬又冷的石头。而这本《现代控制工程》，它的叙事方式非常老道，它不是那种一股脑把所有复杂的数学工具砸在你脸上的类型。相反，它像一位经验丰富的导师，一步一步地引导你进入核心概念。尤其让我印象深刻的是，它在讲解李雅普诺夫稳定性理论时，没有仅仅停留在抽象的数学证明上，而是花了大量的篇幅去讨论如何将理论应用于实际的系统分析中，比如如何构建李雅普诺夫函数来验证非线性系统的稳定性。书中的实例选择极其贴合工业界的实际问题，比如航空航天领域的姿态控制，或者复杂的化工过程的优化。这种理论与实践紧密结合的写作手法，让原本枯燥的数学推导变得有了鲜活的生命力。读完核心章节后，我能明显感觉到自己对控制系统设计的那种“直觉”得到了极大的提升，不再是机械地套用公式，而是能够深入理解系统背后的物理意义和控制策略的本质。对于那些希望从“会用”控制工具迈向“精通”控制原理的读者来说，这本书的价值是无法估量的。

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说实话，我过去对“经典”这个词是有些敬畏的，觉得经典往往意味着晦涩难懂，充满了过时的知识点。但这本书完全颠覆了我的看法。它虽然名字里带着“经典”，但内容的前瞻性和现代感却让我惊讶。尤其是在处理现代控制中绕不开的“不确定性”问题时，这本书的处理方式非常令人耳目一新。它没有把鲁棒控制或者H无穷控制当作一个孤立的章节来介绍，而是将其巧妙地融入到经典反馈控制的拓展部分中，让读者能清晰地看到，当理想模型遭遇现实的扰动和参数变化时，我们需要引入哪些现代工具来“补救”。这种将经典与现代无缝衔接的处理方式，使得知识的传承脉络非常清晰。我印象最深的是它对“奇异摄动法”的介绍，这个方法在处理快慢子系统耦合问题时极为有效，而这本书对它的讲解，深入浅出，甚至给出了在不同时间尺度下如何分离系统的清晰指导。这使得原本我以为需要查阅很多期刊文献才能掌握的知识点，在这本书里得到了系统而集中的解答。它不是在炫耀知识的广度，而是在展示深度和洞察力。

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