Modern Control Engineering (4th Edition)

出版者:Prentice Hall

作者:Katsuhiko Ogata

页数:964

出版时间:2001-11-13

价格:USD 128.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780130609076

具体描述

This comprehensive treatment of the analysis and design of continuous-time control systems provides a gradual development of control theory—and shows how to solve all computational problems with MATLAB. It avoids highly mathematical arguments, and features an abundance of examples and worked problems throughout the book. Chapter topics include the Laplace transform; mathematical modeling of mechanical systems, electrical systems, fluid systems, and thermal systems; transient and steady-state-response analyses, root-locus analysis and control systems design by the root-locus method; frequency-response analysis and control systems design by the frequency-response; two-degrees-of-freedom control; state space analysis of control systems and design of control systems in state space. For control systems engineers. </P>

用户评价

这本书对非线性控制的介绍角度非常新颖且实用。很多教材在处理非线性系统时，要么过于简化，要么直接跳到高深的微分几何，让初学者望而却步。然而，这本书采取了一种更为渐进和工程化的方法，比如在讲解李雅普诺夫稳定性理论时，它首先用非常直观的能量函数概念来铺垫，解释了为什么该理论如此强大和重要，而非直接抛出复杂的二阶导数条件。对于最常见的现象，如极限环和跳跃现象，作者也给出了非常形象的物理类比和图解分析，这对于我们这些习惯于从物理世界理解问题的工程师来说，帮助极大。它没有回避非线性系统的复杂性，但通过精妙的组织，将复杂的分析工具（如线性化、反步法基础思想）分解成可管理的小模块。这种处理方式极大地增强了读者对复杂系统建模与控制的信心，让人觉得即便是面对复杂的实际系统，也有一套可靠的理论工具可以去驾驭它，而不是仅仅停留在理论的层面空谈。

这本书的理论深度和覆盖范围令人印象深刻，简直是一部控制理论的“百科全书”。它对经典控制理论（如频域分析、根轨迹法）的阐述稳健扎实，为后续学习更复杂的现代控制方法打下了坚实的基础。令人称道的是，它并没有止步于传统的PID控制，而是大篇幅地深入探讨了状态观测器（如卡尔曼滤波器的基础原理）在实际工程中的应用价值。我特别喜欢它在介绍最优控制时，那种严谨的数学推导和清晰的逻辑衔接。作者在阐述庞特里亚金极大值原理和贝尔曼最优性原理时，处理得既专业又易于消化，尽管是高阶内容，但通过精心的章节组织，读起来并不觉得晦涩难懂。对于那些希望在理论上深挖下去的读者来说，这本书提供了足够的素材和严谨的论证。它不仅仅是一本教材，更像是一本可以长期参考的工具书，每当我回过头来查阅某个特定定理的详细条件或证明过程时，总能发现值得深入研究的细节。这种详尽而又不失系统性的内容组织，极大地提升了学习效率和知识的留存度。

这本书的实战应用深度确实让我眼前一亮，完全跳出了那种枯燥的理论堆砌模式。我尤其欣赏作者在讲解状态空间模型时，不仅仅是给出数学推导，而是花了大量篇幅去探讨如何将这些抽象的数学概念映射到实际的工程问题中，比如机器人运动控制、航空航天姿态稳定等具体案例。这种“以终为始”的教学方法，让我在学习过程中始终能抓住核心目的——解决实际的工程挑战，而不是仅仅为了完成作业。书中对各种控制器的设计流程进行了细致的剖析，从初期的系统辨识到最终的参数整定，每一步都配有详尽的步骤和图示。特别是对于数字控制系统的离散化处理，讲解得非常透彻，清晰地阐述了连续时间信号到离散时间信号转换过程中需要注意的陷阱和处理技巧。阅读这本书就像是跟着一位经验丰富的高级工程师在做项目指导，他不仅告诉你“怎么做”，更告诉你“为什么这么做”，这种深层次的理解是其他教材难以提供的。即便是涉及到一些前沿的鲁棒控制和自适应控制概念，作者也采用了循序渐进的方式，先从基础的经典控制理论入手，逐步过渡，使得初学者也能逐步建立起宏大的知识框架，不会感到力不从心。

不得不提的是，这本书在教学辅助和学习体验上的设计非常人性化，体现了编者对教学规律的深刻理解。版面设计简洁明了，数学公式的排版清晰工整，没有那种令人眼花缭乱的拥挤感。更重要的是，每章末尾的习题设置极具针对性，它们巧妙地结合了理论知识点，很多题目都具有一定的开放性，鼓励读者进行批判性思考和创新性应用，而非简单的代数运算。例如，有些设计类的题目，要求读者根据给定的系统性能指标，选择合适的控制器结构并进行仿真验证，这极大地培养了我的工程直觉。此外，书中对符号的统一性和一致性处理得非常到位，这在阅读涉及大量变量和矩阵的现代控制理论时尤为重要，有效避免了因符号混乱而产生的理解障碍。对于自学控制工程的同仁而言，这本书提供了一种近乎“完美”的自学路径，它不仅提供了知识，更构建了一种解决问题的思维框架，让人在阅读过程中始终保持高度的参与感和探索欲。

我发现这本书最大的价值在于它对系统辨识和参数估计的重视程度远超同类书籍。在很多控制教科书中，系统模型往往被视为“已知”的，这与现实世界的要求相悖。这本书则将系统辨识作为现代控制设计流程中不可或缺的一环进行了详细论述。它不仅介绍了最基本的最小二乘法，还深入讲解了如何处理系统噪声和模型失配问题。特别是在讨论卡尔曼滤波器的实际部署时，书中提供了大量关于数据预处理、噪声协方差矩阵估计的工程经验。这些经验性的指导，往往是在实验室或工业现场才能学到的宝贵财富，被作者提炼并融入了理论框架之中。阅读这些内容时，我感觉自己正在从一个纯粹的理论学习者，迅速转型为一个能够处理不确定性、具备初步工程实践能力的工程师。这种将理论严谨性与工程实用性完美融合的编辑策略，使得这本书不仅仅停留在学术研究的象牙塔内，而是真正地“落地生根”，成为指导实际工程应用的上乘之作。

难

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