本書共分為十章,每章之末均附習題,並於適當章節介紹如何使用Mat lab軟體軟體,以培養讀者具備使用軟體分析並設計控製係統的能力。第一章為簡介,內容包含控製係統的分類、應用和簡史。第二章涵蓋對拉普拉斯轉換、矩陣運算、綫性微分方程式的基本介紹,同時也簡介轉移函數的觀念、特性方程式及極零點的定義、方塊圖的簡化以及增益公式的應用與計算。第三章的內容包含各種物理量的介紹、單位換算,以及簡單機械係統、直流馬達、電子電路等之數學模型推導。第四章之重點在於穩定性觀念的介紹以及羅斯一赫維茲準則的應用。第五章之內容包括一、二階係統的求解及性能分析,穩態及暫態響應,以及各種誤差的定義及求法。第六章簡介根軌跡法之繪圖規則、性質、以及探討根軌跡法在穩定性分析的應用。第七章之內容包括包含頻率響應、波德圖、奈奎土法、相位及增益邊限的介紹。第八章旨在介紹PO、PI、PID控製器,以及Phase-lend、Phase-lag控製器等之設計方法。第九章探討常微分方程式的狀態空間錶示法,特徵值及特徵嚮量的求法,以及狀態方程式和係統轉移函數間之關係。第十章內容包括可控製性、可觀測性,控製器及估測器的設計,和Pole-Placement設計法的介紹。
這本「自動控製」,我認為它最大的價值在於,它能夠幫助讀者建立起一種「係統性思維」。作者在開頭就強調,自動控製並不是孤立存在的,它是一種整閤性的學問,需要結閤數學、物理、電子、計算機科學等多方麵的知識。書中關於「狀態空間」的概念,雖然聽起來有點抽象,但作者用像是描繪一個物體在時間軸上的運動軌跡,或是描述一個係統在不同時間點的狀態,來做比喻,讓我覺得很有畫麵感。我特別欣賞作者在探討「控製器設計」時,所提齣的不同設計策略。有時候追求速度,有時候追求穩定,有時候則是要在兩者之間取得平衡。這讓我聯想到生活中的決策,有時候我們需要果斷行動,有時候則需要謹慎觀察。這本書的優點,也體現在它對於「抗擾性」的探討。無論是內部的機械磨損,還是外部的溫度變化,係統總是會麵臨各種乾擾。如何設計一個能夠有效抵禦這些乾擾,並且維持自身穩定運作的係統,是自動控製的核心課題。這本書不僅僅是介紹理論,更是一種思維方式的啟迪,讓我們學會如何從係統的角度去分析問題,如何預測潛在的風險,並且如何設計齣更優化的解決方案。
评分說真的,在閱讀「自動控製」之前,我對自動化和控製工程幾乎是零概念。我隻覺得那是一些在工廠裡,機器人手臂在搬東西的畫麵。但這本書徹底顛覆瞭我的認知。它從最基礎的「係統」概念開始,定義瞭什麼是一個係統,係統有哪些組成部分,以及係統之間如何互動。作者用瞭很多淺顯易懂的例子,像是烤麵包機、或是水龍頭控製水流,來解釋這些抽象的概念。我印象最深刻的是關於「係統響應」的部分,書中探討瞭係統對於輸入變化的反應速度、穩定性以及精確度。這讓我聯想到學習新技能的過程,有時候我們一開始會很不熟練,反應很慢,但隨著練習的增加,就會變得越來越熟練,這就是係統響應的改善。書中對於「頻域分析」和「時域分析」的介紹,雖然我不是本科生,但作者試圖用更形象的方式,像是看著一個物體在時間軸上的運動軌跡(時域),或是觀察它在不同頻率下的振動特性(頻域),來幫助我們理解。雖然有些數學部分我隻能抓到大概,但總體而言,這本書對於建立一個完整的自動控製概念框架非常有幫助。它就像是打開瞭一扇通往新世界的大門,讓我看到瞭許多我以前從未注意過的、運作在幕後的智慧。
评分這本「自動控製」,我是在偶然的機會下在書展看到的。當時我對於「自動控製」這個詞彙本身並沒有太具體的概念,隻覺得它聽起來很科技、很未來。但翻開書的第一頁,就被它開頭那段對於人類追求效率與便利的渴望深深吸引。作者以一種非常貼近生活化的方式,從日常生活中的例子齣發,像是傢中的電燈開關、汽車的定速巡航,甚至是傢電的自動調節功能,都巧妙地帶入瞭自動控製的原理。我一直以為這些東西都隻是單純的機械或是電路設計,殊不知背後竟然有這麼一套嚴謹的學問在支撐。書中對於「迴饋」的概念解釋得特別透徹,讓我恍然大悟,原來很多時候,我們無意識間做的決定,其實都是一種迴饋的應用。例如,在廚房烹調時,我們觀察食物的顏色和香氣,然後根據情況調整火侯,這就是一個最原始的迴饋機製。作者並沒有使用太過艱澀的專業術語,而是用比喻和圖解的方式,讓即使是沒有相關背景的讀者也能輕鬆理解。我尤其喜歡作者在書中探討的「係統穩定性」,這讓我聯想到人生中的許多挑戰,有時候一個小小的變數,就可能引起一連串的連鎖反應,如何維持係統的穩定,如何在動態中尋求平衡,這本書提供瞭很有啟發性的思考方嚮。整體而言,這本書讓我對「自動控製」不再是霧裡看花,而是開啟瞭一扇認識這個影響我們生活無所不在的領域的大門。
评分我是在朋友的推薦下纔開始翻閱這本「自動控製」的。一開始還有些猶豫,畢竟聽起來就是很理工科的書籍,擔心自己會看不懂。但沒想到,作者的寫作風格非常有趣,他能夠把原本可能很枯燥的學術內容,講得活靈活現。書中對於「穩態誤差」和「瞬態響應」的討論,我覺得特別有啟發性。穩態誤差,就是係統在經過一段時間後,最終會偏離目標值的大小;而瞬態響應,則是係統在受到乾擾後,如何快速迴到穩定狀態。這讓我想到瞭人際關係,有時候我們可能會因為一些誤會,暫時產生瞭隔閡(瞬態響應),但如果我們能夠及時溝通,並且理解對方的立場,最終還是能夠迴到和諧的狀態(穩態)。作者在書中也探討瞭「開迴路係統」和「閉迴路係統」的區別。開迴路係統就是按下開關就執行,不管結果如何;而閉迴路係統則是有迴饋機製,會根據實際輸齣來調整。這讓我深刻理解到,為什麼很多時候,有迴饋的係統會更可靠、更精準。這本書的優點在於,它循序漸進,從最簡單的原理開始,逐步深入到更複雜的概念,而且每一個概念都配有清晰的圖示和實際的例子,讓讀者能夠在腦海中形成具體的畫麵,而不是死記硬背。
评分我必須說,這本「自動控製」的確讓我對一些原本以為自己很瞭解的日常物件,有瞭全新的認識。像是傢裡那颱用瞭多年的冷氣機,我一直以為它的溫度控製就是很簡單的設定,開到某個溫度它就維持在那裡。但讀完這本書,我纔明白,原來裡麵有著複雜的感測器、控製器和執行器在互相配閤。書中關於「PID控製器」的介紹,雖然一開始看瞭有點吃力,畢竟數學公式還是有點嚇人,但作者很巧妙地用類比的方式,將比例、積分、微分這三個概念解釋成像是在開車一樣。比例控製就像是看到目標就猛踩油門或煞車,反應快但容易過頭;積分控製則是考慮到過去的誤差,讓係統更精準;微分控製則預測未來的誤差,防止係統震盪。把這三者結閤起來,就像是經驗老道的司機,能夠平穩地將車開到目的地。我特別欣賞作者在探討「線性係統」和「非線性係統」時,所舉的例子。線性係統就像是單純的物理定律,輸入多少,輸齣就成正比;而非線性係統就更複雜,有時候輸入一點點,輸齣卻變化劇烈,這讓我聯想到社會上的許多現象,並不是簡單的線性關係就能解釋的。這本書的優點在於,它並沒有止步於理論的講解,而是不斷地將理論與實際應用做連結,讓讀者能夠看到這些抽象的概念,是如何在我們的生活中發揮作用,甚至影響著我們使用的各種產品和服務。
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