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出版者:蓝色畅想

作者:李玉柱苑明顺

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003-4-1

价格:14.30元

装帧:简裝本

isbn号码:9787040064452

丛书系列:

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• 除了题目，你还告诉我什么？
• 流体力学
• 物理学
• 工程学
• 流体动力学
• 流体静力学
• 计算流体力学
• 传热学
• 机械工程
• 航空航天
• 水利工程

《现代控制理论基础与应用》 书籍简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代控制理论知识体系，并着重于理论与实际工程应用的紧密结合。全书结构严谨，内容涵盖了从经典控制理论的巩固与扩展，到现代控制理论的核心概念、分析方法以及先进的控制设计技术。 第一部分：经典控制理论的回顾与深化 本部分首先回顾了传统的时域和频域分析方法，如传递函数、状态空间表示法的基本概念，并着重探讨了如何使用这些工具来分析和理解线性时不变（LTI）系统的动态特性。 系统建模与描述： 详细阐述了物理系统的数学建模过程，包括机电系统、热力学系统等，并重点介绍了如何将物理方程转化为标准的线性状态空间形式 $dot{mathbf{x}} = mathbf{A}mathbf{x} + mathbf{B}mathbf{u}$ 和 $mathbf{y} = mathbf{C}mathbf{x} + mathbf{D}mathbf{u}$。 时域分析与性能指标： 深入分析了系统的瞬态响应（如超调量、调节时间）和稳态误差。讨论了校正装置（PID控制器）的设计原理，并引入了更精确的性能指标，如$H_2$范数和$H_{infty}$范数在性能评估中的应用潜力。 频域分析： 详述了奈奎斯特图、波德图在系统稳定性和相对稳定性分析中的应用。重点解析了反馈系统的频率响应特性，并引入了根轨迹法作为设计补偿器以满足特定性能要求的强大工具。 第二部分：现代控制理论的核心——状态空间方法 现代控制理论的基石在于状态空间表示法，本部分将此方法系统化，并以此为基础构建后续的所有分析和设计技术。 可控性与可观测性： 这是设计状态反馈和状态观测器的先决条件。本书详细推导了卡尔曼（Kalman）可控性和可观测性判据，并解释了这些概念在系统简化、模型阶数确定以及控制器设计中的关键作用。 状态反馈控制设计： 核心内容是极点配置（Pole Placement）技术。详细介绍了通过状态反馈 $mathbf{u} = -mathbf{K}mathbf{x}$ 将闭环系统极点配置到复平面上期望位置的方法，确保系统满足稳定性、暂态响应速度和稳态精度的要求。同时，讨论了状态反馈的局限性，特别是当所有状态变量都无法直接测量时的问题。 状态观测器设计： 针对状态变量不可测的情况，本书详细介绍了基于观测器原理的状态估计方法，包括最小阶观测器（如维纳-霍夫曼观测器）和全阶观测器（如卡尔曼滤波器的前身）。重点讨论了观测器增益的设计，确保估计误差能够快速收敛。 第三部分：最优控制理论 最优控制是现代控制理论中最具吸引力的分支之一，它从性能指标最小化的角度出发，系统地设计控制器。 变分法基础： 简要回顾了欧拉-拉格朗日方程，为引入变分法在控制问题中的应用奠定基础。 线性二次型调节器（LQR）： 本章是核心。详细推导了LQR控制器的设计过程，即通过求解黎卡提方程（Riccati Equation）来确定最优状态反馈增益 $mathbf{K}$，以最小化二次型性能指标 $int_{0}^{infty} (mathbf{x}^Tmathbf{Q}mathbf{x} + mathbf{u}^Tmathbf{R}mathbf{u}) dt$。重点分析了权重矩阵 $mathbf{Q}$ 和 $mathbf{R}$ 对控制性能和控制能量的权衡作用。 线性二次高斯控制（LQG）： 将LQR理论与卡尔曼滤波（Kalman Filter）相结合，形成了最优线性观测器与最优状态反馈的集成方案。本书清晰地阐述了分离原理（Separation Principle），解释了为什么最优估计和最优控制可以独立设计。 第四部分：鲁棒控制与非线性系统的初步探索 现代工程系统往往存在模型不确定性和外部扰动，本部分开始引入应对这些挑战的先进技术。 鲁棒性基础： 介绍了系统对参数变化的敏感性分析，引入了界限误差和范数概念来量化系统的不确定性。 $H_{infty}$ 控制理论简介： 区别于$H_2$（最小能量）控制， $H_{infty}$控制旨在将系统对外部扰动的灵敏度最小化，确保系统在存在较大模型误差或未知扰动时仍能保持稳定性。本书介绍了该理论的核心思想和求解思路，为读者深入研究鲁棒控制打下基础。 非线性系统基础： 简要介绍了几种常见的非线性系统特性（如死区、饱和、滞后）。并初步探讨了线性化方法（如泰勒级数展开）在设计局部控制器中的应用，为后续更高级的非线性控制研究开辟道路。 本书特点： 1. 理论与计算并重： 每章均配有详细的数学推导，同时提供了利用MATLAB/Simulink进行系统仿真和验证的实例，帮助读者将理论知识转化为实际的工程能力。 2. 逻辑递进清晰： 从描述到分析，再到设计，结构层层递进，确保读者能够扎实地掌握从经典到现代控制理论的完整过渡。 3. 强调物理意义： 不仅关注数学公式的推导，更注重解释每一个控制参数和设计选择背后的物理意义，帮助工程师理解“为什么”这样做，而非仅仅停留在“如何”操作的层面。 本书适合高等院校控制工程、自动化、航空航天、机械工程等专业的本科高年级学生、研究生，以及从事系统设计、调试与优化的工程技术人员作为教材或参考书。

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在学习过程中，我发现这本书的逻辑结构安排得非常出色。它从最基础的流体性质和守恒定律开始，逐步深入到各种具体的流动现象和分析方法。每一章节的衔接都非常自然，前一章的知识为后一章的学习打下了坚实的基础，让我能够循序渐进地掌握复杂的概念。我尤其喜欢作者在讲解完一个重要的理论或公式后，会立刻给出相关的例题，并且这些例题的解答过程非常详尽，包括每一步的思考逻辑和计算过程，这让我能够及时检验自己的理解程度，并模仿作者的解题思路。此外，书中还设置了课后习题，这些习题的难度梯度设计得很好，从基础巩固到综合应用，能够全面地锻炼我的分析和解决问题的能力。

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总而言之，这本书带给我的是一种循序渐进、深入浅出的学习体验。它就像一位循循善诱的老师，耐心地引导我一步步走进流体力学的世界。我不仅仅是学习了理论知识，更重要的是，它培养了我分析和解决流体力学问题的能力，以及对这一领域产生浓厚的兴趣。我可以毫不夸张地说，这本书为我打开了一扇通往流体力学精彩世界的大门，我期待着在未来的学习和研究中，能够继续受益于这本书所传授的知识和智慧。它是一本值得我反复阅读和珍藏的宝贵财富。

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我是一名对工程应用非常感兴趣的学生，这本书在这方面给我带来了巨大的惊喜。它不仅仅停留在理论层面，而是深入探讨了流体力学在实际工程中的应用，比如飞机设计中的空气动力学原理，水坝和桥梁的结构稳定性分析，以及管道输送系统中的效率优化等等。作者通过大量的案例研究，清晰地展示了流体力学理论如何指导工程实践，如何解决实际问题。他还会介绍一些前沿的研究方向和技术，这让我看到了流体力学在未来发展中的巨大潜力，也激发了我进一步深入研究的兴趣。书中对数值模拟方法的介绍也让我大开眼界，了解了计算机如何成为研究流体力学的重要工具。

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令我印象深刻的是，这本书在讲解复杂数学推导时，作者总是会耐心细致地解释每一个步骤的含义和物理意义，避免了单纯的数学符号堆砌。他会强调公式背后的物理原理，以及这些公式是如何从基本定律推导出来的，这使得我能够更深入地理解流体力学方程的本质。在处理一些高阶概念时，作者也提供了非常清晰的类比和直观的解释，帮助我克服了学习过程中的畏难情绪。我喜欢他对于边界条件和初始条件的严谨讨论，这对于理解和应用流体力学模型至关重要。这本书让我体会到，流体力学不仅仅是一门学科，更是一种观察和理解世界的方式。

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当我真正开始阅读这本书时，我立刻被作者的叙述方式所吸引。他并没有一开始就抛出晦涩难懂的公式，而是从一些生活中的现象入手，比如水在不同管道中的流动，或者风吹过建筑物时产生的力，这些生动形象的例子瞬间拉近了我和流体力学这个概念的距离。作者的语言通俗易懂，却又不失严谨，对于一些关键概念的解释，他总是能够用多角度、多层次的方式进行阐述，确保读者能够真正理解其内涵，而不是死记硬背。我特别欣赏作者在讲解基本原理时，会穿插一些历史发展的脉络，这让我了解到这些理论是如何被发现和完善的，也增加了学习的趣味性。更让我印象深刻的是，书中配有大量的插图和图示，这些图像不仅仅是装饰，更是对抽象概念的直观呈现，它们与文字内容相辅相成，大大降低了理解的难度。

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这本书的装帧设计就让我眼前一亮，封面采用了沉稳而富有深度的蓝色调，搭配上流畅的曲线图形，立刻营造出一种专业而又不失艺术感的氛围。纸张的触感非常细腻，翻阅时有一种温润的亲肤感，这对于一本需要反复查阅的专业书籍来说，无疑是一种极大的加分项。印刷质量也是无可挑剔，字体清晰锐利，排版布局合理，即使是长篇的公式推导，也能让人一目了然，不会产生视觉疲劳。我尤其喜欢它内文的留白设计，恰到好处的留白不仅让整体视觉更加舒缓，也为我在学习过程中预留了充足的笔记空间，可以随时记录下自己的理解和疑问。封底的简介虽然简练，但信息量却很足，准确地概括了本书的精髓，让我对接下来的学习内容充满了期待。总的来说，从一本图书的“颜值”和“手感”上来说，它已经成功地引起了我极大的兴趣，迫不及待地想深入其中，探索流体力学的奥秘。

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我必须提到这本书的索引和参考文献部分。索引的编制非常细致，几乎涵盖了书中出现的每一个重要概念和术语，这使得我在查找信息时能够快速定位，极大地提高了查阅效率。参考文献的选取也非常广泛，涵盖了流体力学领域的经典著作和最新研究成果，这为我进一步拓展阅读提供了宝贵的资源。我通过参考文献，找到了许多与书中内容相关的优秀论文和专著，进一步加深了我对某些特定主题的理解。一个好的索引和详实的参考文献，对于一本深度专业书籍来说，是必不可少的，而这本书在这方面做得非常出色。

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从内容深度上来说，这本书的广度和深度都让我感到非常满意。它涵盖了从基础的流体静力学到复杂的湍流理论，以及各种特殊流体的流动特性，如粘性流、无粘性流、可压缩流、不可压缩流等。作者在讲解每一个分支时，都能够抓住核心概念，并给出相关的数学模型和分析方法。我尤其喜欢他对伯努利方程的推导和应用讲解，以及如何利用它来解决实际问题。书中还涉及了一些近代流体力学的重要进展，如计算流体力学（CFD）的基本思想和方法，这让我对这一领域有了初步的认识，也为我未来深入学习打下了基础。

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这本书的排版设计给我留下了深刻的印象，页眉页脚的设计简洁而不失专业，正文的字体大小和行距都恰到好处，长时间阅读也不会感到疲劳。我特别欣赏书中使用的图表，它们不仅信息量丰富，而且视觉效果也非常清晰，各种曲线、矢量图都绘制得非常精确，能够直观地展示流体的运动状态和分布。例如，在讲解涡旋结构时，书中配有非常精美的涡纹图，让我能够清晰地看到涡旋的形成、发展和相互作用，这种视觉化的呈现方式大大增强了我的理解。此外，书中对于公式的排版也十分讲究，使用了专业的数学公式编辑器，使得复杂的公式结构清晰明了。

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这本书的语言风格非常独特，它既有严谨的学术性，又充满了作者个人独特的见解和思考。作者在讲解过程中，常常会穿插一些个人化的评论和感悟，这些“画龙点睛”的语句，让原本严肃的学术内容变得更加生动有趣，也让我感受到作者在流体力学领域深厚的功底和热情。他善于用形象的比喻来解释抽象的概念，比如用“粘滞性就像流体内部的摩擦力”来解释粘性，这种生动的描述方式让我更容易记住和理解。这种教学方法，使得我在学习的过程中，不仅仅是在获取知识，更是在与一位经验丰富的导师进行思想的交流。

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垃圾书籍，不是一般的差

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