现代控制理论与方法概论

出版者:清华大学

作者:董景新

页数:467

出版时间:2007-8

价格:45.00元

isbn号码:9787302154181

具体描述

本书主要介绍现代控制理论和方法的基本内容。全书分4大部分共23章。第1部分（第1—7章）介绍现代控制理论的基础知识，主要内容包括概述、控制系统的状态空间法、线性控制系统状态方程的解、线性系统的能控性和能观测性、系统的稳定性、线性控制系统的综合以及控制理论中需要用到的最优估计理论基础知识。第2部分（第8—14章）介绍最优控制方面的内容，包括最优控制概述、变分法求最优控制、极大值原理、动态规划法、时间最优控制、线性二次型最优控制、线性系统的随机最优控制。第3部分（第15—17章）介绍自适应控制方面的内容，包括自适应控制概述、模型参考自适应控制、自校正控制。第4部分（第18~23章）介绍智能控制方面的内容，包括智能控制概述、模糊控制、神经网络控制、混沌控制、遗传算法以及第23章的倒立摆控制实例。

本书主要面向机械类、仪器类专业背景的高年级本科生和研究生，可作为《控制工程基础（第二版）》（董景新等编著，清华大学出版社2003年出版）的后续教材，也可供相关领域的科技人员参考。

用户评价

这本《现代控制理论与方法概论》简直是为我这种入门者量身定做的！我之前对控制理论只停留在一些模糊的概念上，比如“反馈”和“稳定性”，但具体是怎么回事，一到数学推导就完全懵了。这本书的作者显然深知初学者的痛点，他们没有一上来就扔一堆复杂的矩阵代数和微分方程。相反，开篇的几章非常扎实地回顾了经典控制理论中的核心思想，用非常直观的物理图像和工程实例来解释闭环系统的意义。我记得关于传递函数和频域分析那一部分，作者用了好几页的篇幅来细致地绘制伯德图（Bode Plots）和奈奎斯特图（Nyquist Plots），并且特别标注了这些图形在实际系统调参中扮演的角色。最让我印象深刻的是，每引入一个新概念，比如根轨迹法，都会紧接着一个带有详细计算步骤的例题，确保读者能够亲手操作一遍，而不是只停留在理解“是什么”的层面，而是深入到“怎么做”的层面。对于我这种需要将理论应用于实际机器人控制项目的人来说，这种“理论联系实际”的叙事方式，极大地降低了我的学习曲线，让我对复杂的现代控制设计充满了信心。

这本书的广度和深度，让人忍不住想要反复翻阅和钻研。它不仅仅是一本“控制入门”的书，更像是“控制科学全景导览图”。我尤其欣赏它在篇幅末尾对非线性控制和现代控制前沿的触及。虽然这些高级主题没有被深入展开，但作者精炼的概述，足以让有志于继续深造的读者明确接下来的学习方向。例如，书中对滑模控制（Sliding Mode Control）的基本思想进行了简要介绍，并指出了其“抖振”问题的本质，这为我后续研究鲁棒性控制指明了一个关键的突破口。对于那些在工业界工作，需要快速了解现代控制技术全貌的工程师来说，这本书提供了一个绝佳的、结构化的知识框架。它提供的不仅仅是知识点，更是一种看待复杂动态系统的全新视角，它成功地将复杂的数学工具与真实的工程需求紧密地联系在一起，实现了一种优雅的综合。

坦白说，市面上很多控制理论的书籍，要么过于偏重理论的推导而缺乏应用，要么就是为了追求应用而牺牲了理论的深度，读起来总觉得“差了点意思”。然而，《现代控制理论与方法概论》在这方面找到了一个完美的平衡点。我经常在阅读到一些关于最优控制（如LQR设计）的部分时感到惊喜。作者没有仅仅停留在推导欧拉-拉格朗日方程，而是将焦点放在了如何通过权重矩阵的选择来权衡控制性能和控制能量的消耗上。这种“设计哲学”的阐述，比单纯的公式堆砌要有用得多。此外，书中对于鲁棒性控制的一些初步探讨也让人眼前一亮，虽然篇幅不长，但它已经暗示了在实际工程中，面对模型不确定性和外部扰动时，经典PID控制器力不从心的地方，从而自然地引出了现代控制方法的优越性。这本书的价值在于，它不仅教你“如何解题”，更教你“如何思考问题”。

这本书的排版和插图质量，对于一本技术手册来说，可以说是教科书级别的典范。我是一个视觉学习者，对于那些密密麻麻的公式和抽象的图示非常敏感。这本书中，所有重要的矩阵运算和变换，都用清晰的字体和规范的符号进行了展示，极大地减少了阅读时的认知负荷。特别是关于系统辨识和参数估计的那几节，作者使用了非常精美的示意图来展示数据采集和模型迭代的过程。这些图示不仅仅是装饰，它们是辅助理解那些复杂的迭代算法的关键辅助工具。我可以明确地指出，相比于我图书馆里其他几本同类书籍，这本书在图文结合的流畅度上做到了极致。即便是那些稍微晦涩的线性二次型调节器（LQR）的推导过程，配合着清晰的系统框图，也变得易于消化。可以说，这体现了作者对读者学习体验的深切关怀，而非仅仅是知识的堆砌。

读完这本书，我感觉自己仿佛进行了一次从宏观视野到微观细节的思维漫步。这本书的结构设计非常精妙，它巧妙地搭建了从经典的拉普拉斯域分析向更现代的状态空间方法的桥梁。特别是关于状态空间表示法的那几章，作者的处理方式非常成熟和系统。他们没有把状态变量简单地视为一组可以随意定义的变量，而是通过对系统内部动态的深刻剖析，展示了为什么状态空间模型在处理多输入多输出（MIMO）系统和非线性系统时具有不可替代的优势。我特别欣赏书中对于可控性和可观测性理论的论述，讲解得深入浅出，特别是引入了判别矩阵的构造过程，清晰地揭示了这些概念背后的几何意义——系统状态是否能被完全驱动或被完全测量。这种层层递进的讲解方式，让我不再觉得现代控制是高不可攀的“黑箱”，而是可以被精确设计和理解的强大工具。书中对于李雅普诺夫稳定性判据的介绍也十分到位，提供了足够的数学严谨性，同时又不失工程上的实用性。