控制工程基础

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出版者:清华大学出版社
作者:清华大学出版社
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2003-10
价格:15.0
装帧:平装
isbn号码:9787894941466
丛书系列:
图书标签:
  • 控制工程
  • 自动控制
  • 系统分析
  • 反馈控制
  • 控制系统
  • 数学模型
  • 传递函数
  • 稳定性
  • 时域分析
  • 频域分析
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具体描述

本出版物是配合“十五”国家级规定教材和北京市高等教育精品教材《控制工程基础(第二版)》的习题解答(基础部分),包括数学模型、时域和频域分析、稳定性判据、稳定误差分析和系统综合校正等内容。除此之外,本光盘还收录了该课程的实验内容。

好的,这是一份图书简介,内容不涉及《控制工程基础》一书: --- 《量子场论导论:从场到粒子》 图书简介 本书旨在为物理学和相关领域的学生提供一个深入而系统的量子场论(Quantum Field Theory, QFT)入门。在现代物理学的版图中,量子场论无疑是描述微观世界最成功的理论框架之一,它成功地统一了量子力学与狭义相对论,并为粒子物理学的标准模型奠定了基石。本书的叙述风格力求严谨而清晰,注重物理图像的构建与数学工具的有机结合,引导读者逐步领略从经典场论到量子化场论的思维转变过程。 全书结构围绕理论的逻辑发展脉络展开。第一部分聚焦于经典场论的基础。我们从拉格朗日力学和哈密顿力学出发,自然地推广到连续介质和场的描述。详细阐述了经典场的作用量原理,并推导了描述无旋标量场、矢量场和旋量场的欧拉-拉格朗日方程。尤其重视对称性在场论中的核心地位,详细讨论了诺特定理(Noether's Theorem)如何将连续对称性与守恒量精确关联起来,这不仅是理论结构自洽性的体现,也是后续量子化过程不可或缺的输入。 第二部分是本书的核心,专注于对经典场进行量子化。我们首先引入了正则量子化方法,这是理解从经典到量子跃迁最直观的路径。通过对自由标量场进行正则对易关系(Canonical Commutation Relations)的构建,读者将清晰地看到粒子态(态矢量)是如何从场的激发态中涌现出来的。随后,我们将此方法推广到自由的狄拉克场(描述费米子,如电子)和自由的电磁场(描述光子)。在处理狄拉克场时,我们会细致讲解费米-狄拉克统计的必要性,以及自旋统计定理的内在联系。对于电磁场,量子化过程自然导向光子的概念。 在完成自由场的量子化后,本书的第三部分转向了相互作用——微扰论在量子场论中的应用。我们引入了相互作用绘景(Interaction Picture)和S矩阵(Scattering Matrix)的概念,这是计算物理可观测量的关键工具。详细剖析了费曼图(Feynman Diagrams)的构建规则和物理意义。费曼图不仅仅是计算的捷径,更是对粒子间相互作用过程的直观描述。我们将利用费曼图计算简单的散射过程,例如电子-电子库仑散射,并介绍如何处理其中的发散问题。 第四部分是关于处理无限大问题的关键章节——重整化理论。量子场论的微扰计算中不可避免地会出现紫外发散。本书将系统地介绍重整化的概念和必要性,区分“裸量”与“物理量”。我们将讲解如何通过引入适当的、依赖于正则化方案的“反项”来消除这些发散,从而得到有限且有物理意义的散射截面和修正。通过对有效场论的简要讨论,阐明重整化群(Renormalization Group)的思想,即理论的有效性依赖于所观测的能量尺度。 最后,本书将对规范场论(Gauge Theory)进行初步介绍。规范对称性是粒子物理学中所有基本相互作用(电磁力、弱核力和强核力)的底层结构。我们将从最简单的Abelian U(1)规范理论(即量子电动力学,QED)出发,阐述规范不变性如何自然地要求引入力场的存在,并导出电磁相互作用的拉格朗日量。这将为读者理解更复杂的非Abelian规范理论(如QCD)打下坚实的基础。 本书的特点在于: 1. 物理图像先行: 尽管数学严谨,但始终强调物理直觉的培养。 2. 概念的连贯性: 力求展示量子场论各个组成部分之间的逻辑联系,避免将各个技术点视为孤立的工具箱。 3. 丰富的例题和练习: 每章末尾都配有精心设计的习题,帮助读者巩固数学技巧并深化对物理概念的理解。 本书适合作为高年级本科生或初级研究生在学习狭义相对论和量子力学之后,深入探索现代粒子物理学基础的教材或参考书。它将为读者构建一个坚实的框架,以迎接更前沿的理论探索。 ---

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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说实话,这本书的排版和印刷质量绝对是上乘的,纸张厚实,图示清晰,这点值得称赞。图示在理解控制系统的结构图时起到了关键作用,每一个框图和信号流图都画得非常专业,线条硬朗,信息密度适中。但是,内容本身给我的感觉更像是一本上世纪八九十年代的教材被重新数字化印刷出来的版本,那种“时代的厚重感”很强,但“时代的创新感”却严重缺失。它在讲解经典控制系统(比如PID控制)时,用了大量的篇幅来描述如何手动计算根轨迹和波德图的绘制,这些手工计算的步骤在今天看来,已经非常机械化了。虽然理解手工计算有助于理解底层原理,但这本书似乎沉迷于此,而对现代计算工具的集成和应用避而不谈。例如,如何利用MATLAB或Python进行系统辨识和自动调参,这些在当前工程实践中占据核心地位的技能,在书中只是一笔带过,甚至没有提供具体的代码示例或流程指导。这使得这本书的实用价值大打折扣,它完美地教会了我“如何手摇”一台机器,却没告诉我“如何启动”一台电脑来完成同样的工作,而且效率更高。对于追求效率和现代工程实践的读者来说,这种技术代沟是难以接受的。

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这本书的“深度”让人捉摸不定,它在某些环节的深度令人赞叹,但这种深度似乎是孤立存在的,没有形成一个有机的整体。我花了很长时间研究它关于系统稳定性的那一章,关于李雅普诺夫稳定性的介绍,虽然数学推导严谨,但缺乏对“为什么选择这个函数”的直观解释。一个读者读完会知道“怎么做”,但往往会困惑于“为什么要这么做”。控制工程的魅力很大程度上在于它对物理现象的精确建模和预测能力,而这本书在连接“物理世界”和“数学模型”的桥梁上,似乎修建得不够坚固。它将模型视为既定的事实,而非从观察中提炼出来的工具。举个例子,当讨论到时滞系统时,它只是给出了一个处理时滞的一般方法,但对于实际系统中时滞来源的多样性(传感器延迟、执行器惯性、传输延迟等),这本书没有进行区分和详细讨论,也就无法指导读者在不同物理场景下如何更精确地估计和补偿这些时滞。因此,这本书给我的印象是,它是一个“纯数学理论的展示台”,而不是一个“工程问题的解决工具箱”。它提供了工具的蓝图,但没有教会你如何在泥泞的工地上运用这些工具。

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我最近在研究一些分布式控制的应用,所以特地找了这本看起来很基础的书来打个底。这本书在对传统反馈机制的介绍上,确实是下了功夫的,矩阵运算的细节、矩阵求逆的步骤,都写得相当详尽,我甚至能想象出当年编辑在排版时对每一个公式的精确度要求。然而,当我翻到后面关于现代控制理论的部分时,感受就大相径庭了。现代控制理论,比如最优控制或者鲁棒控制的引子,感觉像是匆忙加上去的附录,深度明显不够。它只是罗列了几个关键的定理和方程组,但对于这些方程背后的物理意义,或者说,在面对实际系统中的不确定性时,我们该如何灵活运用这些工具,书里几乎没有深入探讨。这种“两头重中间轻”的结构,让我觉得很不平衡。前段内容过于偏重解析解的推导美感,而后半段的先进主题又显得仓促和浅尝辄止。如果这本书的定位是打好控制理论的“地基”,那么这个地基的顶部应该更广阔一些,至少要能让人窥见更高楼层的风景,而不是只在地下室打转。对于我这种想了解如何将理论延伸到实际复杂系统设计的人来说,这本书提供的工具箱里,关键的“高级工具”数量明显不足,更像是一个精装的初级工具包,很多需要“现场定制”的棘手问题,这本书里是找不到现成解法的。

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翻阅这本书时,我最直观的感受是,它对“系统”这个概念的界定过于狭隘和静态。它似乎将所有控制系统都抽象化为理想的、线性的、时不变的单输入单输出(SISO)结构,这在理论教学上是必要的起点,但这本书似乎将这个起点当成了终点。在实际的工业控制领域,我们面对的往往是多输入多输出(MIMO)系统,存在着严重的耦合和交叉干扰,处理这些复杂的非线性耦合关系,需要更强大的矩阵分解和解耦技术。这本书对MIMO系统的处理仅仅停留在将SISO系统进行堆砌的层面,没有深入探讨如何进行系统辨识和建模的复杂性,更别提在强耦合环境下设计解耦控制器所需要的专门技巧。这让这本书的适用范围被极大地限制了,它在基础概念上做到了“面面俱到”,但在工程实践中更常见、更棘手的“复杂度提升”问题上,则显得力不从心。阅读完后,我感觉自己掌握了一套非常精密的棋谱,但当我走上真正的棋盘,发现对手们早已在玩另一种维度(高维耦合)的游戏,这本书提供的理论武器明显火力不足,无法应对现代控制工程中日益增长的复杂性挑战。

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这本书,坦白说,拿到手的时候,我对它的期望值其实挺高的,毕竟“控制工程基础”这个名字听起来就挺硬核的,感觉能一下子把人带入到那个严谨又迷人的控制系统世界里。然而,读完之后,我不得不说,我的体验是……复杂的。这本书的开篇部分,理论推导还算扎实,对经典控制理论的阐述也算中规中矩,像是教科书的模范生一样,一步一步地把状态空间、传递函数这些核心概念摆出来,逻辑链条是清晰的,但这清晰度,有时候反而成了一种负担。它更像是一份详尽的参考手册,而不是一本能点燃学习热情的导览图。我特别希望能在前几章看到更多生动的案例,哪怕是关于工业流程或者汽车稳定性的简单模型,能让我真切地感受到这些数学公式是如何将物理世界量化的。现在的叙述方式,过于依赖符号和抽象的数学表达,对于初学者来说,很容易在中间的某个环节就迷失了方向,感觉自己像是在啃一块干燥的骨头,虽然营养丰富,但实在难以入口。尤其是在涉及拉普拉斯变换和频率响应分析那几章,作者似乎默认读者已经对这些工具了如指掌,缺乏必要的铺垫和直观解释,这让那些试图从零开始建立起系统概念的读者感到措手不及,需要花费大量时间在查阅前置知识上,影响了整体阅读的连贯性和流畅性。总的来说,它更像是为已经有一定基础的工程师准备的“复习指南”,而非“启蒙教材”。

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