自动控制原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:239

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出版时间:2009-5

价格:24.00元

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isbn号码:9787811246186

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《宇宙的秘密：从量子泡沫到星系形成》 一本探索物质世界最深层奥秘与宏大宇宙图景的科普巨著 本书并非关注工程控制领域中系统稳定性的经典教科书，而是带领读者进行一场跨越时间与尺度的壮丽旅程。我们从人类对微观世界的认知基石——量子力学出发，深入探讨那些挑战直觉的奇特现象，继而将视野拓展至宇宙诞生之初的瞬间，直至今日星系团的恢弘结构。 第一部分：微观的叛逆——量子世界的基石与悖论 第一章：粒子还是波？牛顿世界的终结 在宏观尺度下，物体的位置和速度是确定的。然而，当我们潜入原子和亚原子层面，经典物理学的确定性定律轰然瓦解。本章将详细剖析德布罗意波粒二象性的内涵，解释电子如何同时具备波的衍射特性和粒子的离散性。我们将追溯普朗克的黑体辐射公式，理解能量量子化的历史意义，以及它如何彻底颠覆了能量连续性的传统观念。 第二章：测不准的宿命——海森堡的哲学重负 海森堡不确定性原理不仅仅是一个数学公式 $(Delta x Delta p geq hbar/2)$，它更触及了客观实在性的本质。我们不仅会深入解析其物理含义——即无法同时精确测量粒子的位置和动量——还将探讨其哲学影响。这是否意味着观察者在量子测量中扮演了不可或缺的角色？我们介绍哥本哈根诠释的核心思想，并简要对比德布罗意-玻姆理论（导引波理论）等替代性解释，展示物理学家在面对不确定性时的挣扎与探索。 第三章：幽灵般的超距作用——量子纠缠的奇观 爱因斯坦称之为“幽灵般的超距作用”（Spooky Action at a Distance）的量子纠缠，是现代物理学中最迷人也最难以捉摸的现象之一。本章详细阐述双粒子系统的状态关联性，解释为何测量一个粒子的状态会瞬时影响另一个远距离纠缠粒子的状态。我们将回顾贝尔不等式的实验验证，证明量子力学描述的实在性确实比我们日常经验所能想象的更为“非定域性”。这为未来量子计算和量子通信奠定了理论基础。 第四章：真空的沸腾——量子场论与虚粒子 经典真空是空无一物的寂静之地，但量子场论描绘的真空却是一个波涛汹涌的海洋。本章介绍量子场论（QFT）的基本概念，解释物质粒子如何被视为特定场的激发态。我们将探讨“虚粒子”的概念——它们是根据不确定性原理在极短时间内借用能量而产生的暂时性波动。这些虚粒子的相互作用构成了电磁力、弱核力和强核力的基础，例如卡西米尔效应就是真空能量的直接体现。 第二部分：时空的织布——相对论与宇宙的结构 第五章：运动的相对性——狭义相对论的简洁美学 从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对时空观，物理学经历了一次深刻的革命。本章聚焦狭义相对论的两个基本假设：光速不变原理和相对性原理。我们将详细推导洛伦兹变换，解释时间膨胀和长度收缩如何成为高速运动的必然结果。此外，我们还将探讨质能等价性 $(E=mc^2)$ 的深刻含义，以及它在核物理中的实际应用。 第六章：引力的几何化——广义相对论与时空弯曲 引力不再是牛顿所描述的超距作用力，而是时空几何自身的表现。本章进入广义相对论的核心：等效原理。我们将探讨物质和能量如何“告诉”时空如何弯曲，而弯曲的时空又“告诉”物质如何运动（测地线）。我们将解析引力透镜效应的观测证据，并探讨水星近日点的反常进动如何被广义相对论完美解释。 第七章：宇宙的极限——黑洞的形成与视界 当恒星耗尽燃料，引力坍缩可能导致宇宙中最极端的结构——黑洞的诞生。本章深入探讨史瓦西半径、事件视界的概念，以及潮汐力在黑洞附近如何将物质撕裂（意大利面化）。我们还将介绍霍金辐射，探讨黑洞并非完全“黑”的观点，以及量子效应在极端引力场中的作用。 第八章：从奇点到膨胀——宇宙学模型与大爆炸 本章将从宏观尺度审视宇宙的整体演化。我们从描述宇宙均匀性和各向同性的宇宙学原理出发，引入弗里德曼方程组。我们将详细回顾大爆炸理论的主要证据：宇宙微波背景辐射（CMB）的发现、哈勃红移对宇宙膨胀的证明，以及轻元素（氢、氦、锂）的丰度预测。 第三部分：演化的长河——从早期宇宙到结构形成 第九章：暴胀的瞬间——早期宇宙的剧烈扩张 大爆炸模型存在视界问题和地平线问题。本章介绍暴胀理论（Inflation），解释宇宙在极早期经历的指数级快速扩张如何解决了这些难题，并为CMB的微小温度涨落（即今日星系结构的种子）提供了机制。我们将讨论暴胀的驱动场——暴胀子（Inflaton）的假想特性。 第十章：黑暗的统治——暗物质的证据与性质 现代宇宙学观测显示，普通物质（我们熟悉的一切）只占宇宙总质能的约5%。剩下的绝大部分由暗物质和暗能量主导。本章聚焦于暗物质：我们将回顾星系旋转曲线、星系团的维里定理以及引力透镜对暗物质分布的测绘证据。我们探讨了目前主流的WIMP（弱相互作用重粒子）候选者，以及科学家们如何在全球范围内试图直接探测它们。 第十一章：反抗引力的推手——暗能量与宇宙的加速膨胀 进入20世纪末，观测发现宇宙膨胀正在加速，这指向一种具有负压力的排斥力——暗能量。本章详细解释宇宙学常数（真空能量）的概念，并对比“第五元素”（Quintessence）等动态暗能量模型。我们将讨论宇宙的最终命运，即如果暗能量主导，宇宙可能走向“大冻结”或“大撕裂”。 第十二章：结构的编织——从量子涨落到星系网络 本书的终章将宏大的理论联系起来：早期宇宙的量子涨落（见第九章）通过引力作用，如何在数十亿年的时间尺度上增长，形成了我们今天观测到的宇宙网状结构（Cosmic Web）。我们将讨论冷暗物质主导下的结构形成模拟，解释星系、星系团和空洞是如何在时空中“编织”出来的，从而完成对宇宙万物起源与演化的全面叙述。 《宇宙的秘密》 是一部面向所有对基础科学抱有好奇心读者的作品，它以严谨的科学基础为骨架，辅以生动的叙事和清晰的图解，带领读者领略物理学最前沿的洞见，领略这个宏大而又精妙的实在世界。

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这本书真是让我大开眼界！我一直对机械如何“自己”思考和运行感到好奇，比如我家那个会自己调节温度的空调，或者汽车里的巡航控制系统。拿到《自动控制原理》这本书后，我以为它会像我以前看过的那些工程学书籍一样，充斥着晦涩的公式和枯燥的图表，看完后脑袋里还是云里雾里。但这本书完全颠覆了我的想法。它并没有上来就抛出一堆数学模型，而是从非常生活化的例子入手，比如一个简单的开关灯系统，或者一个更复杂的无人机如何保持平衡。作者用一种非常循序渐进的方式，把“自动控制”这个概念拆解开来，让我能理解到，原来这些我们习以为常的自动化设备背后，有着如此精妙的“大脑”在工作。它让我明白了，为什么有时候一个系统的响应会比预期的慢，或者为什么会因为外部干扰而变得不稳定。这本书的语言非常清晰流畅，即使是涉及到一些专业的术语，也会有贴切的比喻来解释，这一点对于我这种跨专业的读者来说，简直是福音。我感觉我不再是被动地使用这些智能设备，而是开始理解它们的工作逻辑，甚至对如何改进它们有了一些初步的想法。

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我对“系统”这个概念一直很着迷，无论是生态系统、经济系统，还是人体的内部系统，都充满了复杂的相互作用和动态平衡。《自动控制原理》这本书，以一种我从未想过的方式，将“系统”的控制逻辑呈现在我面前。我一直认为控制只是一个简单的指令发出和执行的过程，但这本书让我看到了控制的深度和广度。它不仅仅是告诉你如何让一个东西动起来，更是告诉你如何让它“稳定地”、“高效地”动起来，并且在面对各种“干扰”时，还能保持原来的状态。书中的例子非常丰富，从简单的温度控制到复杂的飞机姿态保持，都展现了自动控制在不同领域的应用。我尤其喜欢书中关于“稳定性”的章节，它让我明白了为什么有些系统会失控，而有些系统却能始终保持在可控的范围内。这种对系统内在运行机制的深入剖析，让我对“秩序”的形成有了更深刻的理解。这本书不仅仅是一本技术书籍，更像是一本关于“如何理解和管理复杂系统”的哲学读物，它拓宽了我的思维方式，让我开始从一个全新的角度去审视周遭的世界。

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作为一名对机械臂操作抱有浓厚兴趣的爱好者，我一直想深入了解为什么工业生产线上那些巨大的机械臂能够如此精准、高效地完成各种复杂的组装任务。它们是如何知道什么时候该伸长，什么时候该转弯，又如何在短暂的时间内完成精细的操作？《自动控制原理》这本书，虽然名字听起来有些专业，但实际内容给我带来了极大的惊喜。它并没有把我直接扔进复杂的数学推导中，而是通过一个个生动的案例，比如机器人手臂的运动轨迹规划，无人驾驶汽车的路径跟随，甚至是一些更为宏观的系统，如电力系统的稳定运行，来阐述自动控制的原理。我尤其对其中关于“反馈”的概念印象深刻。原来，很多时候我们看到的“智能”操作，都是在不断地接收信息、对比目标、然后进行调整的过程中实现的。这种“试错-修正”的过程，在机械臂的精确定位中起着至关重要的作用。书中的图示也十分清晰，能够直观地展示出各种控制算法的运行过程，让我能够更容易地将理论知识与实际应用联系起来。读完这本书，我对自动化生产线上的机械臂有了全新的认识，也让我对未来自动化技术的发展充满了期待。

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一直以来，我都对一些精密仪器的设计和工作原理感到好奇，比如那些能够测量微小磁场变化的传感器，或者那些能够精准控制光线强度的设备。《自动控制原理》这本书，恰恰满足了我对这些“看不见的手”的求知欲。它用一种非常易懂的方式，解释了这些仪器是如何通过一套精密的反馈机制，来克服各种外部干扰，从而实现精确测量的。书中的一些例子，例如显微镜的自动聚焦，或者望远镜的自动跟踪，都让我看到了自动控制在科学研究和精密仪器领域的重要性。我尤其对书中介绍的各种传感器在反馈回路中的作用印象深刻，原来这些微小的装置，是整个控制系统获取信息的“眼睛”和“耳朵”。它让我明白了，为什么高质量的测量结果背后，需要如此复杂的系统支持。这本书让我觉得，技术的世界并非冰冷无情，而是充满了巧妙的设计和对精确的追求，让人在惊叹之余，也感受到了工程师们的智慧。

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我一直对“响应速度”和“稳定性”这两个词在工程领域的应用感到困惑，尤其是在设计一些需要快速做出反应但又不能产生剧烈波动的产品时。《自动控制原理》这本书，为我揭示了其中的奥秘。它详细地解释了如何通过调整控制参数，来平衡系统的响应速度和稳定性，就像调音师在调整乐器的音量和音色一样，需要找到一个最佳的平衡点。书中的波特图和根轨迹图，虽然初看有些复杂，但在作者的耐心讲解下，我逐渐理解了它们是如何揭示系统的动态特性，以及如何通过这些工具来优化设计。我特别欣赏书中对“超调量”和“调节时间”的深入讨论，这让我明白了为什么有些系统在启动时会“过猛”，然后在一段时间后才能稳定下来。这本书不仅让我对控制系统的设计有了更深入的理解，也让我明白了在实际工程中，很多时候都需要在多个目标之间做出取舍，找到最优的解决方案，这是一种非常宝贵的工程思维。

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