电力电子技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:重庆大学出版社

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页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:13.0

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isbn号码:9787562409809

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• 电力电子
• 电力系统
• 电子技术
• 开关电源
• 逆变器
• 整流器
• 电力变换
• 电路分析
• 控制理论
• 新能源

好的，这是一本名为《现代控制理论及其应用》的图书简介，该书与《电力电子技术》内容完全不同： 《现代控制理论及其应用》 内容概要 本书深入探讨了控制科学的核心理论——现代控制理论，并系统地阐述了其在工程实践中的广泛应用。全书内容涵盖了经典控制理论的局限性、状态空间法、最优控制、鲁棒控制以及非线性控制等多个前沿领域。本书旨在为读者提供一个扎实、全面的现代控制理论基础，并指导读者掌握分析、设计和实现复杂控制系统的必备技能。 第一部分：控制系统的数学基础与状态空间表示 本书首先回顾了经典控制理论中的传递函数和频率响应分析的局限性，并引入了现代控制理论的基石——状态空间方法。我们详细阐述了如何将物理系统模型化为一组一阶线性微分方程组，即状态空间模型。这包括对系统建模过程的细致分析，如物理系统的选择、坐标系的建立以及状态变量的定义。 状态观测性与可控性分析 状态空间方法的核心优势在于其能够对系统内部状态进行全面描述。因此，本书紧接着深入探讨了系统的两个关键性质：可控性和可观测性。我们引入了判据（如卡尔曼可控性矩阵和可观测性矩阵），用以判断一个系统是否可以从任意初始状态转移到任意终端状态，以及系统内部状态是否可以通过测量系统的输入和输出信号来完全估计。这些概念是设计有效控制器的前提。 极点配置与状态反馈 在确定系统具有完全可控性后，本书详细介绍了通过状态反馈实现期望性能的方法。极点配置是状态反馈设计中最核心的技术之一。我们通过李雅普诺夫方程和反向实现方法，指导读者如何计算出合适的反馈增益矩阵，从而将系统的闭环极点放置在复平面的理想位置，以达到期望的稳定性和暂态响应特性。同时，本书也讨论了输出反馈控制的设计方法，以应对无法直接获取所有状态信息的情况。 第二部分：最优控制理论 当控制系统的设计目标不再仅仅是稳定，而是追求某种性能指标（如最小化能耗、最小化误差积分等）时，最优控制理论便发挥了关键作用。 变分法与欧拉-拉格朗日方程 本书追溯了最优控制的数学基础——变分法。我们详细介绍了如何利用变分法的原理推导系统的性能指标泛函的变分，并引出了著名的欧拉-拉格朗日方程。这为后续的动态规划方法奠定了理论基础。 庞特里亚金极大值原理 庞特里亚金极大值原理是解决有限时间最优控制问题的强大工具。本书详细阐述了该原理的各个组成部分，包括哈密顿函数、协态变量的引入以及最优控制律的求解步骤。通过具体的算例，读者将学会如何运用该原理来确定最优的控制输入。 线性二次型调节器（LQR） LQR是现代控制理论中最实用、最优雅的最优控制设计方法之一。它针对具有线性动态和二次型性能指标的系统。本书详细推导了代数黎卡提方程（ARE），并给出了求解该方程以确定最优反馈增益矩阵的步骤。LQR的广泛应用性和对稳定性的保证使其成为现代控制工程师的必备工具。 第三部分：鲁棒控制与先进技术 在实际工程中，系统模型总存在不确定性，因此，对外部扰动和模型不确定性具有抵抗能力的鲁棒控制方法变得至关重要。 H∞控制理论基础 H∞控制旨在设计控制器，使得系统在面对最坏情况下的外部扰动或模型误差时，其性能指标仍能保持在可接受的范围内。本书引入了加权函数和奇异值概念，并详细介绍了H∞控制器的设计框架，包括如何将其转化为求解线性矩阵不等式（LMI）的问题。 滑模变结构控制（SMC） 滑模控制是处理非线性系统不确定性的有力工具。本书解释了滑模控制的基本原理，即通过设计一个“滑模面”来强制系统状态轨迹在控制输入的切换作用下，快速收敛到该面上，并沿面运动，从而实现对不确定性的免疫。 第四部分：非线性控制系统 现代工程中许多系统（如航空航天、机器人、化学过程等）本质上是高度非线性的。本书为这些系统的分析和设计提供了前沿方法。 反馈线性化 反馈线性化是一种将非线性系统通过一系列状态反馈和坐标变换转化为线性系统的有效技术。本书介绍了如何利用微分几何中的概念（如李导数、流的生成元）来判断系统是否可反馈线性化，并给出了具体的线性化步骤。 李雅普诺夫稳定性理论 对于无法直接线性化的非线性系统，稳定性分析是至关重要的。本书系统介绍了李雅普诺夫稳定性理论，从经典的李雅普诺夫直接法到间接法，并详细阐述了如何构造合适的李雅普诺夫函数来判断系统的全局或局部稳定性。 仿真与案例分析 本书的每一章节都配有大量的理论推导和详细的仿真案例，通常使用MATLAB/Simulink平台进行演示。通过对自动驾驶车辆的轨迹跟踪、复杂机械臂的精确控制以及电网稳定性的分析等多个实际工程案例的深入剖析，读者将能够融会贯通，将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。 目标读者 本书适合控制工程、自动化、电气工程、机械工程等专业的高年级本科生和研究生，以及需要深入理解现代控制理论以从事系统设计、研发和优化的工程师。 本书特色 理论深度与工程实践的完美结合： 既有严谨的数学推导，又不乏详尽的工程应用案例。 结构清晰，逻辑严密： 从基础的状态空间到前沿的鲁棒与非线性控制，循序渐进。 强调系统思维： 引导读者从整体上把握复杂系统的设计与分析方法。

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我不得不说，这本书在深度上是下足了功夫的，它绝非那种浮于表面的入门读物。对于已经有些基础的学习者来说，这本书的价值在于它对高级主题的全面覆盖和深入剖析。比如，在无源谐振式变换器那一块，它不仅仅停留于基本的LLC拓扑分析，而是细致地讨论了不同工作模式下的增益曲线、软开关的实现条件以及环路补偿的设计考量。我尤其欣赏作者对于系统稳定性和控制策略的讨论，这部分内容往往是课堂教学中一笔带过，但在实际工程中却是决定成败的关键。书中引入了现代控制理论的视角来分析开关电源的动态特性，并提供了大量的仿真结果作为佐证，这使得理论不再是空中楼阁。阅读过程中，我时常需要停下来，对照着我自己的仿真软件进行验证，那种“原来如此”的豁然开朗感，是其他一些偏重理论推导而缺乏工程实践联系的教材无法给予的。这本书的参考文献也相当全面，如果想进一步深挖某个子领域，它提供了可靠的学术指引。对于准备考研或从事研发工作的人来说，这本书的价值无可替代。

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这本《电力电子技术》的教材，对于初学者来说，简直是一剂强心针，又像是一幅徐徐展开的精密蓝图。我刚开始接触这个领域时，面对那些复杂的拓扑结构和陌生的元器件符号，心里是没底的。但这本书的叙述方式非常平易近人，它没有一上来就抛出那些令人望而生畏的数学公式，而是先用非常生动的实例和清晰的图示，把电力电子设备在生活中的应用场景描绘出来，比如电动汽车的充放电、工业上的变频调速等。这种“先知其用，再求其解”的引导方式，极大地激发了我的学习兴趣。讲解开关器件的特性时，作者似乎是站在我身边，耐心地解释了MOSFET和IGBT的工作原理，对比了它们在不同应用场景下的优劣。特别是关于PWM（脉冲宽度调制）的章节，通常被认为是难点，但这里的讲解层层递进，从理想开关到实际器件的非线性影响，都处理得非常到位，让我感觉这个“黑箱”终于被打开了。这本书的排版也值得称赞，重点突出，公式推导过程清晰可见，即便需要重复查阅，也能迅速定位到关键信息。它更像是一位经验丰富的老工程师，在你迷茫时递过来的一张路线图，让你知道每一步该往哪里走。

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这本书的阅读体验，坦率地说，非常“硬核”，但这种硬核是建立在严谨的基础之上的。我感觉作者在编写这本书时，对细节的把控到了近乎苛刻的地步。比如在处理电流纹波和电压波动时，作者不仅给出了经典公式，还引入了对滤波器元件寄生参数的考量，这对于追求高性能设计的工程师来说至关重要。我印象深刻的是关于“热管理”那一章，它没有将散热仅仅作为一个独立的设计模块来介绍，而是将其嵌入到器件选型和电路布局的讨论中，清晰地指出了高功率密度设计中热限制是如何影响最终拓扑选择的。这种全局观的培养，是很多只关注特定电路模块的书籍所欠缺的。不过，对于纯粹的理论物理背景较弱的读者，可能需要在阅读过程中多花些时间在傅里叶分析和状态空间描述的章节上，因为这些数学工具在后半部分的应用非常密集。总的来说，这是一本需要投入时间和精力的书，它要求读者像对待专业工具一样去学习它，但回报是扎实的、可直接应用于实际项目的工程能力。

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这本书的结构安排，仿佛是在引领我进行一次由浅入深的探险。它的逻辑链条非常完整，从最基本的AC/DC整流过程开始，逐步过渡到DC/DC的隔离与非隔离变换，最后拓展到交流驱动和电能质量控制。最让我感到“贴心”的是，它在每一章的末尾都设置了“工程问题与设计挑战”的小栏目。例如，在讨论电解电容的选择时，它会指出不同容值和ESR（等效串联电阻）的电容在长期工作后的老化对系统性能的影响，这在教科书中是极其罕见的实际考量。这种把“设计经验”揉进“理论知识”的做法，极大地提升了教材的实用价值。它不是冰冷的公式堆砌，而是充满着作者多年行业积累的智慧结晶。我用它来复习基础知识，发现那些过去模糊的概念现在变得清晰锐利；我用它来解决工作中的具体难题，发现书中的许多设计思路和优化方法可以直接套用，稍加修改即可见效。可以说，这本书不仅是一门课程的教材，更像是电力电子工程师职业生涯的“工具箱”和“安全手册”。

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我这次翻阅此书，主要是想梳理一下近年来新兴的宽禁带半导体（如SiC和GaN）在电力电子领域中的应用进展。令人惊喜的是，这本书的内容更新速度非常贴合行业前沿。作者没有将SiC/GaN仅仅作为一个附加的“小节”来介绍，而是将其思想融入到传统的拓扑结构分析中。比如，在讨论高频开关损耗时，它对比了硅基器件与碳化硅器件在相同开关频率下的效率差异，并分析了由于器件导通电阻和开关速度提高带来的新的挑战，例如栅极驱动回路的设计和EMI（电磁干扰）的抑制。这种与时俱进的内容，让这本书的生命力大大增强。很多老教材在引入新技术时显得力不从生，但这本书的结构似乎具有良好的可扩展性。通过这本书，我不仅巩固了经典理论，更对未来几年电力电子技术的发展方向有了清晰的预判，特别是关于高频化、集成化和小型化的趋势，书中都有明确的论述和示例。对于关注未来技术路线图的工程师而言，这是极具价值的参考书。

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