现代控制工程原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:310

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出版时间:2008-10

价格:34.80元

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isbn号码:9787560949352

丛书系列:

图书标签:

• 控制工程
• 现代控制
• 自动控制
• 系统分析
• 数学模型
• 控制系统设计
• 线性系统
• 状态空间
• 最优控制
• 自适应控制

《算法的艺术：从基础到前沿》 本书并非一本探讨现代控制理论的教科书，而是深入剖析计算科学的基石——算法——的原理、设计与应用。我们将带领读者穿越算法的浩瀚宇宙，从其最朴素的萌芽，到支撑起现代科技巨人大厦的复杂结构，再到引领未来发展的前沿阵地。 一、算法的起源与核心思想：计算的语言 在数字世界中，算法扮演着指令集与执行者的双重角色。它们是解决特定问题的步骤序列，是计算机理解并完成任务的唯一语言。本书将从最基础的概念出发，阐述算法的定义、特性以及其在计算机科学中的核心地位。我们将追溯算法思想的演变，从古老的计算方法，如欧几里得的辗转相除法，到逻辑学的符号化表达，理解算法如何从抽象的数学概念演变为可执行的程序。 二、经典算法的基石：效率与优雅的融合 本书将系统地介绍和深入分析一系列具有里程碑意义的经典算法。这些算法不仅是解决问题的有效工具，更是理解计算思维模式的绝佳范例。 排序算法： 从基础的冒泡排序、插入排序、选择排序，到更高效的快速排序、归并排序、堆排序，我们将细致剖析它们的实现原理、时间与空间复杂度，并探讨它们在不同场景下的适用性。读者将理解“分而治之”和“原地排序”等核心思想。 搜索算法： 线性搜索的简洁与二分搜索的高效，我们将探究它们如何快速定位目标。对于非线性结构，如树和图，我们将详细讲解深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS），理解它们在路径查找、连通性分析等问题中的应用。 图论算法： 图是描述关系网络的强大模型。我们将介绍最小生成树算法（Prim、Kruskal）、最短路径算法（Dijkstra、Floyd-Warshall），以及拓扑排序等，揭示它们在网络规划、交通调度、依赖关系分析等领域的强大威力。 动态规划： 这是一门关于如何将复杂问题分解为相互重叠的子问题，并存储子问题解以避免重复计算的艺术。我们将通过经典的背包问题、最长公共子序列、斐波那契数列等实例，深入浅出地讲解动态规划的思想精髓与解题技巧。 贪心算法： 在每一步选择当前最优解，以期达到全局最优。我们将通过活动选择问题、霍夫曼编码等例子，展示贪心算法的直观性和在某些问题上的高效性，并分析其局限性。 三、算法设计范式：构建智能的框架 除了具体的算法实例，本书更注重教授读者掌握通用的算法设计范式，帮助读者具备独立解决新问题的能力。 分治法： 将大问题分解为小问题，递归地解决小问题，然后合并结果。我们将看到它如何在排序、搜索等领域大放异彩。 回溯法： 通过探索所有可能的解，并在遇到不可能的路径时“回溯”，从而找到满足条件的解。我们将用八皇后问题、数独求解等经典例子来阐述其原理。 分支限界法： 一种系统地搜索问题解空间的方法，通过使用界限来削减搜索范围，提高效率。 四、算法分析与优化：追求极致的性能 算法的优劣不仅仅在于能否解决问题，更在于解决问题的效率。本书将详细介绍算法分析的理论基础： 渐进分析： 大O、大Ω、大Θ符号的含义与应用，理解算法在输入规模增大时的增长趋势。 最坏情况、平均情况与最好情况分析： 全面评估算法性能的不同维度。 空间复杂度与时间复杂度： 衡量算法资源消耗的关键指标。 在此基础上，我们将探讨各种优化技巧，例如： 数据结构的优化： 合适的数据结构是高效算法的载体，如哈希表、优先队列、B树等。 位运算技巧： 在特定场景下，巧妙的位运算可以显著提升程序性能。 缓存友好性： 现代计算机体系结构对数据访问模式的敏感性，如何设计缓存友好的算法。 五、前沿算法与未来展望：驱动创新的力量 随着计算能力的飞速发展，新的算法领域不断涌现，为解决更复杂的问题提供了可能。本书将带领读者触及算法的前沿： 机器学习中的算法： 介绍支撑深度学习、强化学习等强大技术的核心算法，如梯度下降、反向传播、决策树、支持向量机等。 并行与分布式算法： 在多核处理器和分布式系统中，如何设计能够高效协作的算法。 随机化算法： 利用随机性来设计高效算法，如蒙特卡洛方法、随机图算法等。 计算几何算法： 处理与几何形状相关的问题，在计算机图形学、机器人学等领域至关重要。 本书旨在为有志于深入理解计算科学核心的读者提供一个清晰、全面且富有启发性的学习路径。无论您是计算机科学专业的学生、软件工程师，还是对算法充满好奇的探索者，都能从本书中获得宝贵的知识和启迪，掌握驾驭算法这门强大工具的能力，为解决现实世界的挑战提供坚实的理论基础和实践指导。

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与其他强调计算和数字实现的教材相比，这本书在理论基础的哲学层面探讨得更为深入，它似乎在探究“为什么是这样”而非仅仅“如何做”。在讨论系统的可控性和可观测性时，作者并没有止步于判别矩阵的秩，而是深入剖析了这些性质对信息获取和控制输入作用的根本性影响，甚至隐晦地触及了信息论在控制系统中的地位。这使得我开始反思，控制工程的本质究竟是关于修正误差，还是关于在不确定环境中实现目标意图。这种带有思辨色彩的写作方式，极大地激发了我对该领域更深层次的好奇心和研究热情。它不只是传授一套工具，更是在培养一种高级的、系统性的思维模式，教会读者如何用更宏大、更本质的视角去看待工程问题，而不是被眼前的数学模型所束缚。

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坦率地说，这本书的叙述风格非常注重逻辑的连贯性和概念的清晰性，读起来有一种行云流水的顺畅感，这在晦涩的控制理论领域中是相当难得的。作者似乎有一种魔力，能将原本看似零散的知识点编织成一张严密的大网。例如，在过渡到状态空间表示法时，他非常巧妙地回顾了经典的传递函数法的局限性，用一种“自然而然”的方式引导读者接受新的数学框架。我尤其喜欢它在定义新概念时所采用的谨慎态度——每一个定义都经过了充分的铺垫和解释，绝不含糊其辞。即便遇到需要查阅参考资料来辅助理解的地方，作者也总能给出精确的指引，让你知道该去哪里寻找更深层次的背景知识。对于那些希望系统性、无跳跃地构建自己控制理论知识体系的读者来说，这本书的结构设计简直是教科书级别的典范。

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这本书的实践案例部分着实令人眼前一亮，它不像某些教科书那样，理论讲得天花乱坠，真到了应用环节却显得苍白无力。这本教材的作者显然是深谙工程实际的，他对“如何将理论转化为可操作的控制器”这一点看得非常透彻。例如，在介绍现代控制器的设计流程时，他详尽地阐述了从系统辨识到模型简化，再到控制器参数整定的每一个关键步骤，并配有详细的流程图和注意事项。我特别欣赏它对鲁棒性设计（$H_{infty}$控制）的讲解，它没有回避实际工程中不确定性带来的挑战，而是提供了一套系统性的、可量化的设计方法。阅读这些章节时，我感觉自己仿佛置身于一个真实的控制系统实验室，书中每一个参数的选择背后都有着深刻的工程考量。这使得那些原本高高在上的数学工具，一下子变得触手可及、务实可靠。

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这本书的理论深度简直让人叹为观止，尤其是对非线性系统的分析部分，作者似乎对李雅普诺夫稳定性理论的理解已经达到了一个炉火纯青的境界。我记得在讲解最优控制时，他没有仅仅停留在标准的庞特里亚金极大值原理上，而是引入了动态规划的视角，并用非常严谨的数学推导展示了它们之间的内在联系。读这本书的过程，就像是跟随一位经验丰富的登山向导，一步步攀登理论的高峰。每一次攻克一个复杂的证明，都会带来巨大的成就感。不过，对于初学者来说，可能需要反复研读才能真正领会其中的精髓，很多公式的推导过程需要自己花时间去“补课”，但正是这种挑战性，让它成为一本不可多得的进阶读物。它不像市面上很多教材那样人云亦云，而是有自己独特的见解和深入的洞察力。这本书的图表绘制得也非常专业，清晰地勾勒出了复杂系统的动态行为，是理解抽象概念的绝佳辅助。

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这本书的排版和装帧质量给我留下了深刻的印象，这在学术专著中往往是被忽视的一环，但它却极大地提升了阅读体验。纸张的质地优良，墨色浓郁，长时间阅读下来眼睛也不会感到特别疲劳。更重要的是，公式的排版极其规范和美观，复杂的张量和矩阵运算都清晰可辨，这对于需要反复推演的章节来说至关重要。我过去读过一些印刷质量不佳的教材，常常因为公式中的下标、上下标混淆而浪费大量时间去辨认，但这本书完全没有这个问题。此外，书中的术语索引和符号对照表做得非常细致，当我忘记某个符号在某一章节中的确切含义时，可以迅速定位。这种对细节的关注，体现了出版方和作者对知识传播的尊重，让学习过程本身变成了一种享受，而不是一场与阅读障碍的搏斗。

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