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出版者:机械工业

作者:王兆安//刘进军

出品人:

页数:268

译者:

出版时间:2009-7

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787111268062

丛书系列:

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现代控制理论与系统分析 本书导读： 在快速迭代的现代工程领域，精确、高效的系统控制已成为核心竞争力。《现代控制理论与系统分析》旨在为读者构建一个坚实而全面的现代控制理论框架，深入剖析从经典控制向现代控制跨越的关键技术与数学基础。本书不仅关注理论的严谨性，更强调其在复杂工业、航空航天、机器人等领域中的实际应用与建模能力。 第一部分：系统建模与时域分析基础 本部分奠定了理解现代控制系统的数学基础，聚焦于如何将物理实体转化为可分析的数学模型。 第一章：线性系统的状态空间表示 详细介绍了状态空间描述（State-Space Representation）的数学原理，这是现代控制理论的核心语言。内容涵盖了如何从微分方程、传递函数等经典形式，精确地转换到高维状态空间模型（$dot{mathbf{x}} = mathbf{A}mathbf{x} + mathbf{B}mathbf{u}$，$mathbf{y} = mathbf{C}mathbf{x} + mathbf{D}mathbf{u}$）。特别探讨了多输入多输出（MIMO）系统的建模挑战，并引入了系统的约简、模态分解以及不同坐标系下的状态变换，确保读者能灵活处理不同物理系统的内在结构。 第二章：线性定常系统（LTI）的时域分析 深入探讨了系统的基本性质，如能控性（Controllability）和可观测性（Observability）。通过卡尔曼（Kalman）秩判据和更现代的对偶性原理，详细解析了系统是否可以通过输入完全驱动，以及是否可以通过输出完全推断内部状态的可能性。此外，本书详细讲解了李雅普诺夫稳定性理论（Lyapunov Stability Theory）在时域中的应用，提供了一种不依赖于系统阶数或特定结构来判断系统稳定性的强大工具。内容涵盖了渐近稳定、指数稳定和有限时间稳定等概念的严格证明与直观理解。 第三部分：现代控制器的设计与实现 本部分是本书的核心应用篇章，侧重于如何利用状态空间模型设计高性能的控制器和状态观测器。 第三章：极点配置与状态反馈控制 系统地介绍了基于极点配置（Pole Placement）的状态反馈设计方法。详细推导了Ackermann公式，并针对系统阶数高于输入维数的情况，探讨了如何利用可控规范形（Controllable Canonical Form）来简化设计过程。内容延伸至输出反馈控制器的设计，特别是当所有状态变量无法直接测量时，如何通过反馈增益的迭代优化达到期望的性能指标。 第四章：状态观测器的设计与估计 在许多实际应用中，状态变量无法直接测量。本章详细阐述了最小阶观测器（Luenberger Observer）和卡尔曼滤波器的设计原理。Luenberger观测器的设计基于系统的可观测性，通过配置观测器极点来保证估计误差的快速收敛。重点章节详细介绍了随机系统理论下的卡尔曼滤波器（Kalman Filter），包括扩展卡尔曼滤波器（EKF）和无迹卡尔曼滤波器（UKF）在线性系统不确定性（过程噪声和测量噪声）下的最优估计原理。 第四部分：最优控制与鲁棒性分析 本部分将理论提升至性能优化和不确定性处理的层面，是应对复杂、高精度要求的系统的关键。 第五章：线性二次型调节器（LQR） 深入讲解了最优控制理论中最具代表性的方法——LQR。内容详尽推导了代数黎卡提方程（Algebraic Riccati Equation, ARE），解释了如何通过权衡状态误差和控制输入的成本函数矩阵 $mathbf{Q}$ 和 $mathbf{R}$ 来确定最优反馈增益。本书特别讨论了LQR的闭环特性，如其内在的稳定性和在不同权重下的性能表现，并与极点配置进行了对比分析。 第六章：鲁棒控制基础 面对实际系统中无法避免的参数不确定性、外部扰动和模型误差，本章介绍了处理系统鲁棒性的初步方法。首先引入了小增益定理（Small Gain Theorem）和 $mathbf{H}_{infty}$ 控制的基本思想，解释了如何将控制设计问题转化为一个范数最小化问题。重点分析了闭环系统的结构在面对特定频率范围内的干扰和模型不匹配时，如何保持稳定性，为后续更高级的鲁棒控制（如 $mu$-分析）打下理论基础。 第七章：非线性系统的分析与初步控制方法 虽然现代控制理论主要关注线性化系统，但本书也对非线性系统的基本分析工具进行了介绍。内容包括：平衡点分析、线性化方法、以及对李雅普诺夫稳定性理论在非线性系统中的推广应用。此外，对基于反馈线性化（Feedback Linearization）和滑模控制（Sliding Mode Control, SMC）等经典非线性控制方法的原理和适用范围进行了概述，帮助读者理解从线性到非线性的思维转变。 附录与工具 附录部分提供了进行系统分析所需的关键数学工具，包括矩阵分析的补充、拉普拉斯变换与Z变换的深入回顾，以及使用MATLAB/Simulink进行状态空间建模、仿真和控制器验证的实例教程。本书强调通过编程实践来固化理论知识。 本书特色： 本书的结构设计旨在将抽象的数学概念与具体的工程问题紧密结合。通过大量详细的数学推导、清晰的物理意义阐述，以及贯穿始终的案例分析，确保读者不仅掌握“如何设计”，更能深刻理解“为何这样设计”。目标读者为自动化、航空航天、电气工程、机械工程等领域的高年级本科生、研究生以及致力于系统控制与优化的工程技术人员。

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当我第一次拿到这本书时，它厚重的质感就预示着里面蕴含的知识量。翻开目录，一系列熟悉又略带挑战的术语映入眼帘——“功率MOSFET的栅极驱动”、“IGBT的短路保护”、“SPWM的实现方法”、“谐波补偿技术”。我一直对如何高效地控制电力能源转换非常着迷，这本书恰好满足了我这一需求。书中对于“功率器件的选择和应用”进行了详细的论述，它不仅列举了各种功率器件的性能参数，还分析了它们在不同应用场景下的优劣势，这对于我选择合适的器件来设计电路提供了重要的参考。尤其是在“PWM控制策略”部分，作者以图文并茂的方式，详细讲解了各种PWM调制技术，包括了传统的三角波调制、空间矢量调制（SVPWM）等，并且还对它们的性能进行了对比分析，这让我能够更深入地理解如何通过改变占空比来精确控制输出。此外，书中还强调了“功率变换器的可靠性设计”，包括了散热设计、元器件选型、保护电路设计等方面，这对于我构建稳定可靠的电力电子系统至关重要。我感觉这本书不仅仅是停留在理论层面，而是真正地指导实际工程应用。

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这本书的封面设计简洁专业，让人一看就知道这是一本关于核心技术的书籍。我一直对“高压电力电子技术”的应用非常感兴趣，比如在特高压输电、高压变频器等领域。这本书在这方面提供了深入的讲解。书中详细介绍了高压功率器件（如高压IGBT、MOSFET）的特性、选型和应用，以及高压功率变换器的设计和控制方法。我尤其对书中关于“串并联多电平变换器”的讲解印象深刻。它详细阐述了NPC（中点箝位）、FC（飞跨电容）等不同拓扑结构的工作原理，以及如何通过合理的拓扑设计和控制策略来减小高压变换器的开关损耗和电磁干扰。我一直觉得，高压电力电子技术是实现大功率能量传输和能量转换的关键，而这本书为我打开了新的视野。此外，书中还涉及了“绝缘和散热设计”方面的内容，详细介绍了在高压环境下如何保证电气绝缘的可靠性，以及如何有效地散热，这对于确保高压电力电子设备的安全稳定运行至关重要。

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这本书的封面设计简洁而富有科技感，让我迫不及待地想一探究竟。我一直对“电力电子变换器”在新能源领域（如太阳能光伏发电、风力发电）的应用非常感兴趣，而这本书恰好在这方面提供了深入的讲解。书中详细介绍了不同类型的DC-DC变换器，如Boost、Buck-Boost、SEPIC等，并对其工作原理、电压转换比、输出纹波等进行了深入分析。我特别欣赏书中关于“软开关技术”的讲解，它详细阐述了ZVS（零电压开关）和ZCS（零电流开关）的原理，以及如何在实际电路中实现，这对于提高变换器的效率和降低电磁干扰至关重要。我一直觉得，想要设计出高性能的电力电子产品，必须掌握这些先进的技术。书中还涉及了“功率器件的驱动和保护”方面的内容，详细介绍了如何为MOSFET、IGBT等功率器件设计合适的驱动电路，以及如何实现过流、过压、过温等保护功能，这对于确保电力电子系统的安全可靠运行至关重要。这本书不仅提供了扎实的理论基础，还包含了许多实用的工程设计经验，让我受益匪浅。

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翻开这本书，一股浓厚的学术气息扑面而来。我一直对“电机驱动”技术情有独钟，特别是如何通过电力电子技术实现高效、精准的电机控制。这本书在这方面的内容非常丰富。书中详细介绍了各种电机（如直流电机、永磁同步电机、感应电机）的电力电子驱动方案，包括了PWM控制、矢量控制等先进技术。我尤其对书中关于“空间矢量脉宽调制（SVPWM）”的讲解印象深刻。它通过详细的数学推导和图形化演示，清晰地展示了SVPWM如何实现对三相逆变器输出电压的精确控制，从而达到平滑的电机转速和转矩输出。我一直觉得，SVPWM是目前电机驱动领域最先进的技术之一，而这本书让我对其有了更深刻的理解。此外，书中还对“功率器件的开关损耗分析”进行了深入探讨，通过详细的损耗模型和计算方法，帮助我理解如何通过优化设计来降低器件损耗，提高系统的整体效率。这对于设计节能型电机驱动系统至关重要。总而言之，这本书在电机驱动领域的内容非常扎实，能够为我提供宝贵的指导。

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这本书的设计风格非常“硬核”，封面简洁大气，内容充实详尽。我一直对“开关电源”这个概念非常感兴趣，而这本书就给了我一个全面了解它的机会。书中详细介绍了各种开关电源的拓扑结构，从最简单的Buck、Boost、Buck-Boost，到更复杂的Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge等，都进行了深入的剖析。每个拓扑的分析都包含了工作原理、电压转换比、占空比计算、电感和电容参数的选取等关键内容。我尤其对书中关于“均流控制”和“并联冗余”技术的讲解印象深刻。在设计大功率的电源系统时，这些技术是保证系统稳定可靠运行的必要手段。书中的讲解非常到位，通过具体的例子和图示，让我能够清晰地理解这些复杂概念。另外，书中还花了大量篇幅讲解“EMI/EMC”的设计和抑制技术，这对于设计符合国际标准的电子产品至关重要。从屏蔽、滤波到布局布线，都给出了详实的指导。这本书的理论深度和实践指导性都非常高，让我觉得不仅是在学习理论，更是在学习如何“动手”设计。

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第一次翻开这本书，就被它那种循序渐进的讲解方式所打动。从最基础的半导体器件特性入手，用通俗易懂的语言解释了二极管、三极管、MOSFET、IGBT等关键功率器件的工作原理，这让我这个初学者也能快速掌握基础。我特别喜欢书中对于“功率变换器拓扑结构”的分类和讲解。它系统地介绍了Buck、Boost、Buck-Boost、SEPIC、Cuk等多种DC-DC变换器的基本原理、工作模式和主要特点。书中的每一个拓扑都配有详细的原理图和工作波形图，让你一目了然地理解电流和电压的变化过程。在学习“逆变器原理”的时候，书中对单相和三相逆变器的各种调制策略，如SPWM、SVPWM等，进行了深入的分析，并且还对比了不同调制策略在输出波形质量、谐波含量和器件损耗方面的差异。这对我理解如何将直流电转换为交流电，以及如何控制交流电机的性能非常有帮助。此外，书中还涉及了许多关于“保护电路设计”的内容，例如过流保护、过压保护、过温保护等，这对于提高电力电子系统的稳定性和安全性至关重要。我一直觉得，一个好的电力电子系统，不仅要效率高，更要安全可靠。这本书在这方面给予了足够的关注。

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这本书的封面设计就透着一股子沉稳和专业，深蓝色的背景上，几个银白色的电路符号若隐若现，让我想起了大学里那些通宵达旦的夜晚，埋头在各种电子元件和原理图中的日子。翻开目录，看到那些熟悉的章节名称，比如“二极管与三极管”、“MOSFET的开关特性”、“斩波器电路”、“逆变器原理”，心头涌上一种既熟悉又跃跃欲试的感觉。我一直对电力电子领域充满好奇，尤其是那些能够将电能高效转换的器件和电路，总觉得它们是现代工业和新能源技术的基石。这本书的内容，从最基础的半导体器件原理开始，逐步深入到复杂的开关电源拓扑和控制策略，可以说是一部面面俱到的力作。我尤其期待它在“功率因数校正”和“软开关技术”方面的讲解，这两个技术一直是提升电力电子系统效率和性能的关键，而这两方面的内容，往往是许多入门书籍会一带而过的。我希望这本书能用清晰的语言，结合丰富的实例，将这些复杂的概念剖析得淋漓尽致，让我能够真正理解其背后的物理机制和设计精髓。不仅仅是理论的堆砌，我更希望书中能提供一些实际的设计思路和计算方法，能够指导我在未来的学习和实践中，解决遇到的实际问题。例如，在设计一个DC-DC变换器时，如何选择合适的功率器件？如何进行EMI的抑制？如何实现精确的输出电压控制？这些都是我迫切想要知道的。这本书的厚度也暗示了其内容的深度和广度，这无疑是一个令人兴奋的信号，预示着我将有一段充实而富有成效的学习之旅。

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这本书的排版和插图给我留下了深刻的印象。清晰的逻辑线索，配合高质量的电路图和波形图，使得原本抽象的理论知识变得触手可及。特别是那些关于不同功率器件（如IGBT、MOSFET）的详细工作特性曲线图，以及各种开关模式下电流、电压波形的示意图，都帮助我迅速建立起直观的理解。在学习“PWM控制技术”这一章时，我被书中对不同PWM调制方法的细致阐述所吸引。无论是空间矢量脉宽调制（SVPWM）还是基于三角波调制的PWM，作者都通过对比分析，清晰地展现了各自的优缺点以及适用场景。这对于我理解如何精确地控制交流电机的转速和转矩至关重要，毕竟，高效驱动是现代电力电子的核心应用之一。我尤其欣赏书中对“功率变换器效率分析”的深入探讨，从器件损耗、传导损耗到开关损耗，都进行了详细的建模和计算。这让我明白，提升效率并非易事，需要从多个维度进行优化。这本书不仅仅是传递知识，更是在培养一种严谨的设计思维。它引导我去思考“为什么”而不是仅仅“是什么”，让我能够更深刻地理解电力电子设计的底层逻辑。我迫不及待地想深入研究后面的章节，比如关于“无源功率因数校正”和“有源功率因数校正”的章节，希望能够学到如何设计出符合谐波标准的电源系统。

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这本书的装帧设计精美，内容详实，给我留下了深刻的印象。我一直对“电力电子在智能电网中的应用”非常关注，比如柔性直流输电（HVDC）、FACTS（柔性交流输电系统）等。这本书在这方面提供了非常精彩的讲解。书中详细介绍了HVDC和FACTS的技术原理、系统结构和控制策略，以及它们在提高电网稳定性、输电能力和可再生能源接入方面的作用。我尤其对书中关于“多电平逆变器”的讲解印象深刻。它详细阐述了三电平、五电平、多电平NPC和FC逆变器的工作原理，以及如何通过级联或多重化等方式实现高压大功率的直流交流转换，这对于实现远距离、大容量的电能输送至关重要。我一直觉得，智能电网是未来能源发展的方向，而电力电子技术是实现智能电网的关键。这本书为我提供了一个深入了解电力电子技术在智能电网中应用的窗口。此外，书中还对“电网谐波治理”和“无功功率补偿”等内容进行了详细的阐述，这对于提高电网的电能质量至关重要。

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这本书的纸张质量很好，印刷清晰，让我阅读起来非常舒适。我一直对“电力电子在新能源汽车中的应用”充满好奇，比如电动汽车的充电桩、车载电源、电机驱动等。这本书在这方面提供了非常实用的内容。书中详细介绍了各种车载电源系统（如DC-DC变换器、AC-DC变换器、DC-AC变换器）的原理和设计，以及如何实现高效、可靠的能量转换。我尤其对书中关于“电池管理系统（BMS）”的讲解印象深刻。它详细阐述了BMS的功能，包括电池的充电管理、放电管理、均衡管理、状态估算等，这对于保障电动汽车的续航里程和电池寿命至关重要。我一直觉得，BMS是电动汽车的核心技术之一，而这本书让我对其有了更深入的了解。此外，书中还涉及了“车载充电器（OBC）”和“电机控制器”的设计，详细介绍了如何将电力电子技术应用于这些关键部件，以提升电动汽车的整体性能。这本书为我提供了一个了解电力电子技术在新能源汽车领域应用的绝佳平台。

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标记了电路，顺便把这本电力电子标上吧。整本书结构清楚、深入浅出，自学起来比较容易，至今仍然记得先是阐述电力电子，然后分四章讲DC、AC四种电路，最后pwm一章和……记不清了。李郁峰老师“教”的，印象中他是个沉郁狡黠的青年老师。算上邱关源的电路，这两本书算是唯二我有底气说我读过的专业课本了。

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第三遍刷这本书了....77分刷到79分的人..桑不起

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(#‵′)凸

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