机电控制理论及应用

出版者:重庆大学出版社

作者:张永相

页数:266

出版时间:2002-6

价格:29.50元

isbn号码:9787562424871

具体描述

《机电控制理论及应用》以常见机电系统为研究对象，分7章详细介绍了经典控制理论的核心内容和现代控制理论的初步知识，包括控制理论的基本概念，线性系统的数学模型，稳定性及能控能观性，瞬态及稳态性能的时域分析、状态空间分析和频域分析，系统校正与控制器设计，系统识别，离散控制系统分析与设计等。

全书概念清晰，原理简明，方法实用，各章附有习题和工程应用实例，还配有用MATLAB语言编制的教学程序光盘，能帮助读者事半功倍地学习控制理论、应用计算机进行控制系统的辅助分析与设计。

《机电控制理论及应用》可作为高等工科院校机械工程及自动化类专业高年级本科生及研究生的教材，也可作为广大科技人员、工程技术人员及高校教师的自学教材或参考书。

目录信息

第1章　概论
1.1　控制理论的产生和发展
1.2　控制理论的一些基本概念
1.3　控制系统分类
1.4　控制理论要解决的工程问题
1.5　本课程学习指南
1.6　小结
1.7　应用实例
习题第2章　系统的数学模型
2.1　微分方程
2.2　传递函数
2.3　传递函数方块图
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用户评价

在阅读这本书的过程中，我深刻地体会到了作者对知识的掌握是多么扎实和全面。他不仅仅是机械工程、电子工程和计算机科学的知识融会贯通，更重要的是，他能够将这些知识巧妙地结合起来，为读者呈现一个完整的机电控制系统。我记得其中有一章关于“多自由度机械臂的动力学建模”的讲解，作者从牛顿-欧拉法和拉格朗日法两种不同的角度，详细推导了机械臂的动力学方程。他不仅给出了数学公式，还解释了每一步推导的物理意义，以及不同建模方法在实际应用中的优劣。这种深入浅出的讲解方式，让我对动力学建模有了全新的认识，也让我看到了作者在这一领域深厚的功底。此外，书中还提及了仿真软件在机电控制系统设计中的应用，这让我意识到，理论知识的掌握和实际工具的使用同样重要，为我今后的学习指明了方向。

这本书的封面设计相当简洁大气，封面上“机电控制理论及应用”这几个字用一种沉稳而现代的字体排版，传递出一种专业而严谨的气息。我拿到这本书的时候，就被它扎实的纸张质感和精美的印刷所吸引。翻开扉页，纸页散发着淡淡的油墨香，这是一种久违的阅读体验，让人心生亲近。尽管我并非机电控制领域的专家，但这本书的排版和章节划分，却让我感受到了一种条理清晰的引导。每一章节的标题都直观地概括了其内容，似乎在无声地邀请读者一步步深入探索。我特别欣赏它在图文结合方面所下的功夫，各种示意图、原理图清晰地标注了各个组件和它们之间的关系，这对于理解抽象的控制理论概念至关重要。我经常会对着这些图例仔细琢磨，试图从中体会到工程师们的智慧和创造力。即使是一些复杂的技术公式，在配以生动的图示后，也显得不那么枯燥乏味，反而激发了我进一步探究的兴趣。从整体的装帧到局部的细节，这本书都展现出了出版方和作者的用心，让人觉得这是一本值得细细品读的学术著作，即使是初学者，也能从中获得一种被尊重的阅读体验。

这本书在理论推导方面，给我的感觉是既严谨又不失趣味性。它并没有回避那些复杂的数学工具，但却巧妙地将它们融入到解决实际问题的过程中。我尤其喜欢它在介绍传感器和执行器工作原理的部分，通过大量的图解和详细的参数说明，让我对这些“机电大脑”和“身体器官”有了更深刻的认识。例如，在讲解伺服电机时，书中不仅给出了电机的结构图和电磁场分布图，还详细分析了力矩、转速和位置反馈信号是如何协同工作的。更令人印象深刻的是，它还通过一个具体的例子，比如一个精密定位平台，来演示如何选择合适的传感器和执行器，以及如何根据系统的动态特性来设计和优化控制算法。我反复阅读了关于“模型辨识”的章节，作者通过仿真和实验数据的对比，生动地展示了如何建立被控对象的数学模型，这是进行精确控制的基础。这种理论与实践相结合的讲解方式，让我感觉不仅仅是在学习知识，更是在学习一种解决问题的思维方式和工程方法论，对我在其他工程领域的学习和工作都非常有启发。

这本书的图表质量令人称赞。各种示意图、波形图、性能曲线都绘制得非常清晰、准确，并且恰到好处地穿插在文字讲解中，起到了画龙点睛的作用。我常常需要反复查看那些图表，才能完全理解其中的含义。例如，在讲解“状态空间法”控制设计时，书中绘制了多维度的状态轨迹图，直观地展示了系统在不同初始条件下的演化过程。我还喜欢它在介绍“根轨迹法”时，所展示的根轨迹图，能够清晰地反映出系统参数变化对系统稳定性和动态响应的影响。这些图表不仅仅是理论的辅助，更是理解抽象概念的“眼睛”。它们让那些原本可能晦涩难懂的数学推导变得更加具象化，也让我能够更直观地感受到控制系统设计中的权衡和取舍。可以说，这本书的成功很大程度上归功于其精良的图表制作，它们极大地提升了阅读体验和学习效率。

在开始阅读这本书之前，我其实对机电控制这个领域了解得不多，只知道它和机器人、自动化生产息息相关。但这本书的开篇就以一种非常引人入胜的方式，将我们带入了机电一体化系统构建的宏大图景。它并没有直接丢出复杂的理论公式，而是从一个实际的工业应用场景出发，比如自动化生产线上的机械臂操作，详细阐述了其中的控制逻辑是如何一步步形成的。作者运用了大量生动形象的比喻，将那些看似高深的数学模型解释得通俗易懂，仿佛在你面前描绘出一幅生动的控制系统运作图。我记得其中有一章详细讲解了PID控制器，书中不仅给出了数学表达式，更重要的是，它通过模拟实验和图表，直观地展示了比例、积分、微分参数对系统响应速度、稳定性和精度产生的不同影响。看到那些曲线的调整和变化，我仿佛亲眼目睹了控制工程师是如何通过精细的参数调优，让一个冰冷的机器部件变得“听话”而高效。这种循序渐进、由表及里的讲解方式，极大地降低了学习门槛，让我这个门外汉也能够体会到其中蕴含的科学之美和工程智慧，让我对机电控制的应用前景充满了好奇和期待。

我特别欣赏这本书在章节之间的过渡处理，衔接得非常自然流畅。比如，在讲完基本的反馈控制原理后，它紧接着就引入了更高级的控制策略，如模糊控制和神经网络控制。书中对于这些现代控制理论的介绍，并没有停留在概念层面，而是深入到其背后的数学原理和算法实现。我被书中关于模糊逻辑控制的案例深深吸引，它通过构建一系列“如果-那么”的规则，将人类的经验知识转化为机器可以理解的控制指令，这在处理一些难以精确建模的非线性系统时显得尤为有效。我尝试着跟随书中的步骤，在脑海中模拟一个简单的模糊控制器，感觉就像在和一位经验丰富的工程师进行对话，学习他如何将直觉转化为可执行的代码。另外，关于神经网络在机电控制中的应用，书中给出了几个令人惊叹的例子，比如通过学习来优化机器人的运动轨迹，或者实现自适应的参数调整。这些内容让我看到了人工智能与传统机电控制融合的巨大潜力，也让我对未来的自动化技术发展充满了憧憬。

这本书的章节结构设计非常合理，由浅入深，层层递进。开篇的“引言”部分，就为读者勾勒出了机电控制的广阔图景和其在现代工业中的重要地位，成功地激发了我对该主题的兴趣。随后，作者系统地介绍了机电控制系统的基本组成部分，包括传感器、执行器、控制器等，并逐一深入剖析了它们的工作原理和关键技术。我特别欣赏书中对“信号处理”和“滤波技术”的讲解，这部分内容对于理解如何从嘈杂的传感器信号中提取有效信息至关重要。作者不仅解释了各种滤波器的数学原理，还通过实例展示了它们在实际应用中的效果，比如如何使用低通滤波器来消除高频噪声。这种细致入微的讲解，让我对机电控制系统的“信息流”有了更清晰的认识，也为后续理解更复杂的控制算法打下了坚实的基础。

从这本书的语言风格来看，作者显然是一位对机电控制领域有着深厚造诣且善于沟通的学者。他使用清晰、准确的专业术语，但又避免了过度堆砌晦涩难懂的词汇，使得即使是初学者也能相对容易地理解。我尤其赞赏作者在解释一些关键概念时，所采用的“类比法”。例如，在讲解“鲁棒控制”时，作者将其比作是让系统在面对各种“干扰”时依然能够保持稳定的能力，就像一个经验丰富的司机，即使在崎岖不平的道路上也能平稳驾驶。这种生动的比喻，能够迅速抓住核心要点，并将其内化为自己的理解。此外，书中对参考文献的引用也非常规范，使得读者在遇到不理解的细节时，能够方便地追溯到原始文献，进一步深入研究。这种严谨的学术态度，让我对这本书的权威性和可靠性深信不疑，也激发了我对这个领域更深层次的探索欲望。

这本书的结尾部分，作者并没有止步于介绍现有的技术，而是展望了机电控制领域未来的发展趋势，这让我倍感振奋。他提到了诸如“智能控制”、“人机协作”、“物联网+机电控制”等前沿概念，并探讨了它们在未来工业和生活中的应用前景。这部分内容让我意识到，机电控制并非一个停滞不前的领域，而是在不断地演进和发展。作者的远见卓识，不仅拓宽了我的视野，也激发了我继续学习和探索的动力。我特别喜欢他对“数字孪生”在机电控制系统中的应用的讨论，这让我看到了技术如何以前所未有的方式连接物理世界和数字世界。总的来说，这本书不仅仅是一本教材，更像是一本引领我进入机电控制领域的“思想启迪者”，它让我看到了这个领域的无限可能，也让我对未来的科技发展充满了期待和好奇。

这本书的案例分析部分是我认为最宝贵的部分之一。它不仅仅是理论知识的简单罗列，而是将理论应用于实际工程问题的解决过程。书中详细讲解了如何对一个具体的机电一体化系统进行建模、分析、设计和仿真。我印象特别深刻的是，其中有一个关于液压伺服系统的案例，书中不仅给出了系统的物理模型和数学模型，还详细阐述了如何选择合适的控制器参数，以及如何通过仿真来验证控制系统的性能。我跟着书中的步骤，尝试着去理解那些控制参数的调整对系统动态响应的影响，例如阻尼比和固有频率的变化如何影响系统的稳定性和快速性。这种“从实践中来，到实践中去”的讲解模式，让我感觉自己不仅仅是在读书，更是在参与一个真实的工程项目。我能够感受到作者在选择案例时，一定是经过了深思熟虑，力求涵盖机电控制领域最典型、最重要的问题，这对于提升我的工程实践能力非常有帮助。