自动控制理论实验

作者:姜增如

页数:153

出版时间:2010-6

价格:20.00元

isbn号码:9787564032043

具体描述

《面向十二五高等学校精品规划教材•最新版电气信息教材•自动控制理论实验》包含两大部分，其中第一部分(第一、二单元)为软件设计，第二部分(第三、四单元)为硬件设计。第一单元介绍MATLAB在自动控制理论中应用的线性系统分析与设计，主要内容是使用MATLAB工具对控制系统的稳定性、正确性和快速性进行分析计算等。第二单元介绍设计和建模的工具箱等问题。第三单元为数字模拟混合实验设计，主要是利用模拟实验箱的放大器、电阻、电容等分立元件，搭接线性、非线性电路等。第四单元为控制理论中自行设计实验，让学生在掌握控制理论原理的基础上，使用时域和频域的手段设计控制器参数。

用户评价

这本书的封面设计真是太朴实了，完全没有那种高科技的炫酷感，给我的第一印象是：“嗯，这又是一本厚重的教科书。” 翻开目录，里面的章节排布显得非常传统，从最基础的系统建模讲起，然后是时域分析、频域分析，最后才是控制器的设计与实现。内容深度上，作者似乎非常注重理论的严谨性，每一个公式的推导都详略得当，生怕读者遗漏了任何一个微小的环节。阅读起来，感觉就像是跟着一位一丝不苟的老教授在课堂上学习，他会不停地强调基本假设的重要性，并反复提醒我们现实世界中理想模型与实际情况之间的巨大鸿沟。我花了大量时间去理解那些复杂的数学表达，特别是状态空间表示法的部分，感觉作者在这块的讲解非常扎实，甚至为了确保我们能完全掌握，还穿插了大量的数学背景知识回顾，虽然这使得阅读速度变慢，但对于想打下坚实基础的人来说，无疑是极大的福音。这本书的排版略显拥挤，图表和公式占了很大篇幅，有时候需要反复对照正文才能完全理解某个图示的含义，但瑕不掩瑜，其内容的深度和广度，足以让初学者在理论层面站稳脚跟。

与其他市面上流行的控制类书籍相比，这本书最大的特点在于它对“系统辨识”这一环节给予了极大的重视，这在很多侧重于“设计”的教材中是被轻描淡写的。作者认为，没有准确的模型，任何先进的控制算法都将是空中楼阁，因此书中花了相当大的篇幅来介绍参数估计方法，从最基本的最小二乘法到更复杂的卡尔曼滤波在系统参数辨识中的应用。这部分内容极大地拓宽了我的视野，让我意识到控制工程的闭环不仅包括控制器，还包括对被控对象实时、准确的刻画。书中对于卡尔曼滤波的讲解深入浅出，它没有直接堆砌复杂的矩阵运算，而是从贝叶斯统计的角度出发，一步步推导出状态估计的递推公式，使得原本看起来高不可攀的算法变得清晰可懂。虽然这本书在处理数字实现和嵌入式系统部署方面的论述相对薄弱，更侧重于理论的构建，但它成功地将“模型获取”提升到了与“控制器设计”同等重要的地位，这对培养一个全面发展的控制工程师来说，是至关重要的思维转变。

这本厚书的价值，在于它提供了一个俯瞰整个控制科学领域的广阔视角，但其叙述方式更像是一部百科全书式的参考手册，而非一本引导性的入门读物。它将古典控制和现代控制的精髓熔于一炉，但过渡部分的处理略显突兀，读者需要自己去搭建起两者之间的桥梁。例如，在讨论频率响应分析时，对伯德图和奈奎斯特图的介绍非常到位，配图清晰，足以帮助读者建立起对系统稳定裕度的直观感受；但紧接着转向状态空间模型时，那种从几何直觉到代数抽象的跨越，对于习惯了传统方法的读者来说，需要较长时间的适应。我发现，这本书最好的用法是作为工具书，当你对某个特定概念（比如最优控制中的庞特里亚金极大值原理）需要进行深入复习或查证时，它能迅速提供最权威、最详细的理论阐述和证明过程。它不太适合“读故事”，更适合“查资料”，每当你需要确认一个理论的边界或某个定理的精确条件时，翻开它总能得到满意的答案，因为它没有过多地进行口语化的解释，而是直接呈现核心的数学事实。

我是在准备一个复杂工业过程的自动化项目时，经一位资深工程师推荐才接触到这本参考资料的。坦白说，这本书的语言风格是偏向于工程实践应用的，它不像某些纯理论著作那样沉溺于抽象的数学美感，而是更侧重于“如何用”和“为什么这么用”。特别是在讲到 PID 控制器整定时，书中没有简单地给出齐格勒-尼科尔斯法之类的公式，而是花了相当大的篇幅去解析在不同工况下，例如存在明显延迟或非线性环节时，各种经验调参方法的优缺点和适用边界。我印象最深的是关于鲁棒控制那章，作者非常直白地指出了传统线性控制在面对不确定性时的脆弱性，并系统地介绍了 $mu$ 综合、 $H_{infty}$ 控制等前沿方法，配的案例都是非常贴近实际生产环境的例子，比如化工反应釜的温度控制和机械臂的轨迹跟踪，这些实例的分析深度远超我之前读过的任何一本教材，读完后，我对“控制系统设计”这个词的理解从“设计一个控制器”提升到了“设计一个能够容忍各种系统偏差的控制方案”。这本书更像是一位经验丰富的老工程师留下的宝贵笔记，充满了实战智慧，而不是学院派的论文集。

这本书的阅读体验，说实话，非常“硬核”，它要求读者具备相当高的预备知识水平，如果你是刚接触控制理论的新手，直接上手可能会感到无所适从，就像被扔进深海里，周围都是专业术语和错综复杂的数学符号。我个人感觉，这本书的适用范围更偏向于已经学过一门标准控制课程的研究生或者科研人员。它对于现代控制理论的介绍非常全面，从李雅普诺夫稳定性分析的严谨证明，到模型预测控制（MPC）的算法流程，覆盖得非常细致。我特别欣赏它在处理非线性控制问题时的态度——非常审慎且系统化。书中对滑模控制的介绍，没有回避其最大的痛点——抖振问题，而是详细探讨了各种削弱抖振的改进策略，这体现了作者在学术严谨性上的追求。然而，这本书的缺陷也很明显，那就是在算法实现层面，缺乏足够的代码示例或伪代码指导，很多高级算法的推导结束后，读者需要自己去摸索如何将其转化为可运行的程序，对于偏向工程应用的读者来说，这部分略显不足，需要额外借助其他资源进行补充学习。