自动控制原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:冶金工业出版社

作者:王邦富 编

出品人:

页数:228

译者:

出版时间:2000-1

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787502425616

丛书系列:

图书标签:

• 自动控制
• 控制理论
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《量子计算漫游指南：从基础概念到前沿探索》 概述： 这并非一本循规蹈矩的教科书，而是您探索迷人量子计算世界的精心策划的旅程。本书旨在为初学者和对量子世界充满好奇的读者提供一条清晰、引人入胜的路径，帮助他们理解这个颠覆性技术的基石。我们并非从复杂的数学公式入手，而是以直观的类比、生动的比喻和富有启发性的思考方式，带领您逐步走进量子计算的奇妙殿堂。本书内容将涵盖量子计算的核心概念，从量子比特的叠加与纠缠，到量子门的操作，再到量子算法的设计原理，并在此基础上，展望量子计算在不同领域的潜在应用，以及当前面临的挑战和未来的发展方向。我们力求语言生动有趣，逻辑清晰严谨，让您在轻松愉悦的阅读中，构建起对量子计算的全面认知。 第一章：告别比特，拥抱量子比特——量子世界的奇妙第一步 在本章中，我们将首先回顾经典计算的基本单位——比特。您将了解到经典比特只能处于0或1这两种确定状态中的一种。随后，我们将引入量子计算的基石——量子比特（qubit）。我们将深入浅出地解释量子比特为何如此特别，它能够同时处于0和1的叠加态。为了帮助您直观理解这一抽象概念，我们会运用诸如“旋转的硬币”或“多重彩色的光子”等生动比喻。我们会探讨叠加态的概率含义，以及为何它赋予了量子计算机强大的并行处理潜力。我们将避免枯燥的数学推导，而是侧重于理解叠加态在信息表示和处理上的革命性意义。这一章的目标是建立您对量子计算最核心概念的直观理解，为后续的深入学习打下坚实基础。 第二章：纠缠的奥秘——量子世界的“神秘连接” 一旦掌握了量子比特的叠加态，我们将进入量子计算中最具神秘色彩的概念之一——量子纠缠。本章将详细阐述什么是量子纠缠，以及它如何超越经典的关联性。我们会用“一对心有灵犀的骰子”或“两枚特殊的硬币，无论相隔多远，它们的翻转结果总是同步”等形象的比喻来解释纠缠态的奇特性。我们将强调，纠缠是一种超越时空限制的独特关联，两个或多个量子比特的状态会以一种紧密的方式相互依赖。您将了解到，纠缠态是实现许多强大量子算法的关键。我们会通过一些简单的场景模拟，让您体会到纠缠在信息传递和处理上的独特优势，以及它为何被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。本章将以一种引人入胜的方式，揭示量子纠缠背后的精妙之处。 第三章：操纵量子态——量子门的魔法世界 在理解了量子比特和纠缠之后，我们开始学习如何对这些奇妙的量子态进行操作，这正是量子门的作用。本章将介绍几种最基本的量子门，例如Hadamard门（H门）、CNOT门等。我们将通过类比的方式，将量子门比作“改变量子比特状态的开关”或“连接两个量子比特的逻辑链路”。我们会直观地解释每个量子门的功能，例如H门如何将确定态转变为叠加态，CNOT门如何实现两个量子比特之间的控制操作。我们会展示如何通过组合这些基本量子门，构建出更复杂的量子线路，从而实现特定的计算任务。本章的重点不在于复杂的矩阵运算，而是让您理解量子门如何以可控的方式操纵量子信息，以及它们在执行量子计算中的基础作用。 第四章：量子算法初探——解决经典难题的“超级英雄” 本章将带领您领略量子算法的魅力，它们是如何利用量子力学的特性来解决经典计算机难以胜任的问题的。我们将重点介绍两个最著名的量子算法：Shor算法和Grover算法。对于Shor算法，我们会阐述它在因数分解上的指数级加速优势，并简单提及它对当前加密体系的潜在威胁，但我们将聚焦于其背后利用量子傅里叶变换的原理，而非复杂的数学证明。对于Grover算法，我们将展示它在数据库搜索上的平方根加速能力，并用通俗的语言解释其“量子搜索”的直观过程。我们将通过类比，比如“在一堆乱糟糟的物品中快速找到特定的一件”，来帮助您理解其搜索效率的提升。本章将让您认识到，量子算法并非仅仅是计算速度的提升，而是以全新的方式解决问题，为科学研究和技术发展带来革命性的突破。 第五章：量子计算的应用前景——从药物研发到金融建模 在本章中，我们将放眼未来，探讨量子计算在各个领域的广泛应用前景。我们会深入分析量子计算如何革新药物研发，通过精确模拟分子结构，加速新药的发现和设计。您将了解到，量子计算机能够模拟比经典计算机更复杂、更庞大的分子体系，从而为理解疾病机理和开发个性化治疗方案提供前所未有的能力。接着，我们将探讨量子计算在材料科学中的作用，例如设计新型催化剂、更高效的电池材料等。在金融领域，我们将介绍量子计算如何提升风险分析、投资组合优化和欺诈检测的效率。我们还会触及量子计算在人工智能、机器学习、优化问题等领域的潜在影响。本章将通过具体案例，让您感受到量子计算的巨大潜力，以及它如何为解决当今世界面临的复杂挑战提供新的思路和工具。 第六章：挑战与机遇——量子计算的黎明与未来 任何一项颠覆性技术的崛起都伴随着挑战。本章将理性地审视当前量子计算发展所面临的严峻挑战。我们将讨论量子比特的脆弱性，即“退相干”现象，以及如何提高量子系统的稳定性和容错性。我们会探讨量子计算机的硬件实现难题，例如不同技术路线（超导、离子阱、光量子等）的优劣，以及如何构建更大规模、更可靠的量子处理器。同时，我们也关注量子算法的发展，以及如何设计更多实用的量子算法来充分发挥量子硬件的优势。最后，本章将展望量子计算的未来发展趋势，包括通用量子计算机的出现，以及它将如何重塑我们的世界。我们将强调，虽然前路充满挑战，但量子计算的巨大机遇也正吸引着全球顶尖的科学家和工程师投身其中，共同开创一个全新的计算时代。 总结： 《量子计算漫游指南》是一次充满智慧与想象的旅程。我们希望通过本书，您能够建立起对量子计算坚实而清晰的认知，理解它的基本原理，洞悉它的巨大潜力，并对这个令人兴奋的前沿领域产生浓厚的兴趣。无论您是学生、研究人员，还是对未来科技充满好奇的探索者，本书都将为您提供一个宝贵的起点，引领您在量子计算的浩瀚星空中，开启属于自己的探索之旅。

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这本书的**深度与广度**令人叹为观止，它真正做到了融会贯通，将不同学派的思想巧妙地编织在一起。我之前阅读过一些侧重于经典频域分析的书籍，也看过一些专注于状态空间方法的教材，但这本书的伟大之处在于，它成功地搭建了两者之间的“桥梁”。它不仅仅是罗列公式和方法，更是在探索不同工具背后的**统一性**。例如，书中通过对传递函数矩阵和状态空间矩阵之间转换的详细推导，清晰地展示了为什么两种看似不同的描述方式，最终能够对同一个物理系统得出相同的稳定性结论。对于像我这样追求知识体系完整性的读者来说，这种**整合性**的视角是极其宝贵的。此外，书中对**数字控制系统**的探讨也十分及时和深入，它没有将离散化处理草草带过，而是详细讲解了Z变换的性质、保持器的影响，以及如何将连续系统设计的结果映射到数字域中去实现。整本书读完后，你会有一种感觉：你不仅学会了如何“做”控制，更重要的是，你明白了为什么“应该”用这种方式去做控制。它提供的知识深度，足以让你在后续的专业学习和工作中，拥有极强的**知识复用性**和**创新基础**。

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如果要用一个词来形容这本书带给我的感受，那就是**“范式转换”**。在接触这本书之前，我对于“控制”的理解还停留在简单的开环操作，总觉得需要一个“聪明”的算法才能让机器运转起来。但这本书彻底颠覆了我的认知，它教会我如何用更**系统化、更鲁棒**的视角去看待任何一个需要保持稳定的动态过程。书中对**李雅普诺夫稳定性判据**的引入和讲解，尤其令人印象深刻。它提供了一种不依赖于求解微分方程，就能判断系统全局稳定性的强大方法，这种“大局观”的思维方式，对于处理复杂的非线性或参数不确定的系统至关重要。作者在阐述这些前沿理论时，保持了极高的清晰度，每一个定理的引入都有充分的铺垫和严谨的证明，但同时，他也在适当的地方穿插了对这些数学工具在实际应用中**数值计算稳定性**的讨论。这本书的编排逻辑，就像是精心设计的攀登路线，从山脚下的基础概念，到中途的经典控制工具，再到山顶的现代控制思想，每一步都踩得很实，每一步都为下一步的提升打下了坚实的基础。

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老实说，我一开始是被这本书的**严谨性和深度**所吸引的。它绝非市面上那些“快速入门”的读物可以比拟。对于那些已经有一定基础，希望把知识体系梳理得更完善的读者来说，这本书简直是量身定做。书中对于**线性化处理**的讨论，非常细致入微，它没有回避非线性系统带来的挑战，反而清晰地阐述了在线性化假设下，我们能获得哪些强大的分析工具，以及这些工具的局限性在哪里。我尤其欣赏它对**根轨迹法**的讲解，那种如同在复平面上“绘制”系统稳定性的过程，充满了数学美感。作者在推导过程中，对于每一步假设和每一步变换的物理背景都有详细的注释，这避免了读者仅仅停留在计算层面，而是能够洞察其背后的物理含义。此外，书中对**频率响应分析**的介绍也极为到位，波德图和奈奎斯特图的绘制和解读，被分解成了易于理解的小步骤，配合大量的图示，使得原本抽象的频域概念变得触手可及。这本书的阅读体验是需要投入时间的，它要求你不仅用眼睛看，还要用大脑去构建模型，但一旦你掌握了其中的精髓，那种“洞察一切”的感觉，是无与伦比的。它更像是一部**工程哲学的专著**，而非简单的技术手册。

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这本书的**实战导向性**出乎我的意料，它远不止于理论推导的“空中楼阁”。我发现作者在讲解完核心理论后，总会紧接着抛出一个或者一系列具有实际工程背景的问题，促使我们思考如何将这些抽象的模型应用于真实的硬件控制中。比如，当涉及到**系统辨识**时，书中介绍了几种常用的实验方法来获取未知系统的传递函数模型，这些方法考虑了测量噪声、系统饱和等实际干扰，这在很多纯理论书籍中是看不到的。再比如，在讨论**现代控制理论**（比如状态空间法）时，作者巧妙地将其与经典的频域方法进行了对比，清晰地指出了状态空间表示在处理多输入多输出（MIMO）系统时的巨大优势。我特别喜欢其中关于**可控性和可观性**的讨论，作者用非常简洁的矩阵运算，揭示了一个系统是否能够被完全驱动到期望状态，以及我们是否能通过观测输出来完全判断其内部状态的本质。这种从“理论”到“工程实现”的无缝衔接，让这本书的实用价值得到了极大的提升，它让我感觉自己手中的知识不再是孤立的公式，而是解决实际工程难题的有效工具。

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这本书简直是**工程思维的启蒙之作**，我原以为它会是一本枯燥的数学公式堆砌，但翻开后才发现，作者用一种近乎诗意的笔触，将复杂的系统动态描绘得生动有趣。它没有直接陷入那些让人头晕的拉普拉斯变换和传递函数，而是首先构建了一个宏大的概念框架——“控制”的本质是什么？如何量化一个系统的“好坏”？书中对**反馈机制**的阐述，简直是教科书级别的清晰。我记得有一章专门讲解了经典的PID控制器，作者没有直接扔出那个著名的公式，而是通过一个非常贴合生活的例子——如何调节水池水位——一步步引导读者理解比例、积分和微分项各自承担的物理意义和对系统响应的影响。尤其是对“稳态误差”和“超调量”的分析，那种层层递进的逻辑推导，让我这个初学者也能快速抓住核心要点。阅读的过程中，我时常会停下来，拿起笔在草稿纸上画出那些信号流图，感受信号如何在系统中流动、放大和抑制。这本书的价值在于，它让你从“知道”公式，升级到“理解”现象背后的物理本质，这对于任何想深入研究自动化、机器人或电子工程的人来说，都是一份不可多得的“内功心法”。它成功地将晦涩的数学语言，翻译成了清晰直观的工程直觉。

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