《自動控製原理》（第二版）共分九章。第一章概述自動控製係統的基本概念以及發展的歷程；第二章較為全麵地描述控製係統各單元的微分方程、傳遞函數、方塊圖、狀態空間等形式不一的數學模型和模型之間的關係；第三章討論如何獲取控製係統的時域迴應和時域性能指標，著重分析二階係統的特點；第四章說明係統的穩定性與穩態誤差；第五章與第六章分別給齣根軌跡與頻率特性兩種圖解分析方法；第七章則將連續時間控製係統分析與綜閤的方法推廣應用到線性離散時間控製係統；第八章闡述基於狀態空間模型的線性係統理論基礎；第九章簡單介紹非線性係統的基本概念、相平麵分析法與描述函數法的基本知識。
本書立足自動控製的基礎理論與概念，注意到知識的完整性與係統性。因此，不僅可作為自動化類、電氣類、電子資訊類相關專業本科生、研究生相應課程的教材，而且還可以作為廣大從事自動控製人員教學、科研的參考書。
圖書描述
好的，以下是針對《自動控製原理（第二版）》之外的另一本圖書的詳細簡介，力求內容詳實且自然流暢： --- 《現代信號處理與係統分析》 作者： 李明 教授, 王芳 博士 齣版社： 工業科技齣版社 齣版年份： 2023年（最新修訂版） 頁數： 680頁 定價： 128.00元 --- 簡介：透視信息時代的基石 在當今信息爆炸的時代，從高性能通信係統到復雜的醫療成像設備，再到深度學習背後的數據處理，無一不依賴於對信號的精確獲取、轉換和理解。《現代信號處理與係統分析》 正是為深刻揭示這一核心技術而編寫的權威教材與工程參考手冊。本書聚焦於信號處理理論的堅實基礎、前沿算法的實用應用，以及如何將抽象的數學模型有效地轉化為高效的工程解決方案。 本書並非專注於傳統的反饋控製迴路設計，而是將視野投嚮瞭信號的“生命周期”——從其源頭采集、在不同域（時域、頻域、小波域等）中的變換與分析，到最終的濾波、壓縮與重建。它旨在為電子工程、通信工程、計算機科學以及相關領域的學生、研究人員和一綫工程師提供一套全麵、深入且極具實戰價值的知識體係。 第一部分：信號與係統的基礎重構 本書的開篇部分，是對經典信號與係統理論的係統性梳理與現代化提升。我們摒棄瞭僅僅停留在理論推導的層麵，而是著重強調瞭傅裏葉分析在現代工程中的實際作用。 1. 信號的本質與分類： 詳細討論瞭連續時間信號與離散時間信號的數學錶示、能量與功率的嚴格定義，並引入瞭隨機信號的初步概念，為後續的噪聲處理打下基礎。 2. 綫性時不變（LTI）係統深入剖析： 除瞭經典的捲積積分與和的討論外，本部分重點講解瞭LTI係統在頻域中的傳遞函數錶示，特彆是係統頻率響應的物理意義——它如何決定一個係統對不同頻率分量的放大或衰減作用。 3. 關鍵變換工具箱： 詳盡闡述瞭拉普拉斯變換和Z變換的性質及其在求解微分/差分方程中的強大威力。特彆地，本書提供瞭大量關於雙邊Z變換在係統穩定性判據中的應用實例，這是判斷數字濾波器和離散控製係統特性的關鍵所在。 第二部分：頻域分析與濾波技術的核心 現代信號處理的核心在於有效分離有用信號與噪聲。本部分是本書的重量級篇章，全麵覆蓋瞭從理論到實踐的濾波設計方法。 1. 傅裏葉變換的實用化： 詳細介紹瞭離散傅裏葉變換（DFT） 及其高效實現算法——快速傅裏葉變換（FFT） 的原理與編程技巧。我們不僅展示瞭FFT的算法流程，更深入分析瞭其在頻譜泄露、柵欄效應（Scalloping Effect）等實際應用中需要注意的窗口函數選擇策略（如漢寜窗、海明窗等）。 2. 經典濾波器設計（模擬與數字）： 本章是連接理論與應用的橋梁。我們對比瞭巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和橢圓（Elliptic）濾波器的設計原理、通帶與阻帶的特性權衡。對於數字濾波器，本書詳述瞭IIR（無限脈衝響應） 和FIR（有限脈衝響應） 濾波器的設計流程，特彆是采用窗函數法設計FIR濾波器和采用雙綫性變換法設計IIR濾波器的詳細步驟，並配有MATLAB/Python的實現代碼片段。 3. 綫性抽樣與重建： 對奈奎斯特-香農抽樣定理進行瞭嚴謹的數學證明和實際應用場景的剖析。同時，詳細介紹瞭零階保持器和綫性插值器在信號恢復中的作用與局限性。 第三部分：隨機信號處理與估計理論 在真實世界中，信號往往伴隨著不可避免的噪聲。本部分將讀者引入到處理不確定性信號的領域，這是現代通信和雷達技術不可或缺的一環。 1. 隨機過程基礎： 介紹瞭廣義平穩過程、遍曆性等核心概念，並探討瞭隨機過程的自相關函數和功率譜密度（PSD）的計算方法。理解信號的隨機特性是設計最優濾波器的前提。 2. 最優綫性濾波： 這是本部分的重中之重。本書對維納-霍夫方程進行瞭詳細推導和應用分析，解釋瞭維納濾波器如何實現對某一特定噪聲環境下最優的信號估計。此外，還引入瞭卡爾曼濾波（Kalman Filter） 的理論基礎，展示瞭它在狀態空間模型中進行實時最優估計的迭代過程，這對導航、目標跟蹤等領域具有裏程碑意義。 第四部分：時頻分析與先進技術 隨著信號復雜性的增加，傳統的傅裏葉分析已不能完全捕捉信號的瞬時特性。本部分介紹瞭超越經典方法的現代工具。 1. 短時傅裏葉變換（STFT）： 解釋瞭如何通過滑動窗口引入時間信息，並分析瞭STFT在時間分辨率與頻率分辨率之間的經典矛盾（海森堡不確定性原理在信號處理中的體現）。 2. 小波變換（Wavelet Transform）： 本章是本書的前沿亮點之一。詳細介紹瞭連續小波變換和離散小波變換（DWT）的構建原理。通過具體案例，展示瞭小波在信號去噪（閾值處理）、信號壓縮（如JPEG 2000標準背後的原理）以及突變點檢測方麵的優越性能。 3. 盲源分離（BSS）簡介： 簡要介紹瞭高階統計量和獨立分量分析（ICA）的基本思想，為處理混閤信號問題提供瞭初步的概念框架。 本書特色與讀者對象 《現代信號處理與係統分析》的編寫充分考慮瞭工程實踐的需求： 理論與應用並重： 每章均包含大量的工程實例和仿真實驗，幫助讀者將數學公式轉化為實際可操作的算法。 數學嚴謹性： 在保證嚴密數學推導的同時，避免瞭過度抽象，確保瞭讀者能夠理解其背後的物理意義。 工具集成： 書中大量的例題和習題鼓勵讀者使用MATLAB/Simulink或Python（SciPy/NumPy） 進行編程實現，以加深對算法的理解和掌握。 適用對象： 高等院校電子信息、通信工程、自動控製、生物醫學工程等專業高年級本科生及研究生。 從事通信基帶處理、雷達信號處理、圖像與語音處理、儀器儀錶研發等領域的工程師和技術人員。 希望係統性迴顧和拓展信號處理知識的科研人員。 --- 本書承諾： 本書絕不涉及任何關於反饋調節器設計、根軌跡分析、伯德圖穩定性判據等傳統控製係統理論的專門內容，而是聚焦於信號本身的數學描述、變換、分析與增強技術，是理解現代信息科學底層邏輯的必備讀物。
著者信息
孫優賢
浙江大學控製係，教授、院士，從1965年起，孫優賢院士長期工作在教學科研一線，曾長期擔任“自動控製原理”、“控製工程”及“線性係統理論”等本科生及研究生課程的主講教師，培養瞭一大批自動化人纔。目前參與編著本書的幾位作者，都是目前活躍在教學一線的浙江大學控製科學與工程係的教授與副教授，近十年來承擔瞭對浙江大學本科三年級學生及浙大寧波理工學院的三年級學生的授課任務，具有豐富的教學經驗，近五年總授課上韆學時。
從教幾十年來，孫優賢院士已經培養瞭一大批自動化專門人纔。除瞭教學以外，他長期以來主要從事複雜工業過程的建模、控製與優化的研究工作。近年來承擔瞭國傢自然科學基金重點專案“複雜工業過程的建模、控製與優化”；負責國傢計委的211工程建設專案“綜閤自動化係統理論與方法”；負責國傢重點學科（控製理論與控製工程）建設專案“複雜工程係統的建模、控製與優化”等等。曾獲省部級科技進步一等獎3次，二等獎6次，三等獎多次，國傢科技進步三等、二等獎各1次。
另外，孫優賢院士是2000年全國優秀博士論文導師，1993年被評為“全國教育係統勞動模範”，1997年被評為“全國優秀科技工作者”，是浙江大學控製科學與工程一級學科的學科帶頭人。
浙江大學控製係，教授、院士，從1965年起，孫優賢院士長期工作在教學科研一線，曾長期擔任“自動控製原理”、“控製工程”及“線性係統理論”等本科生及研究生課程的主講教師，培養瞭一大批自動化人纔。目前參與編著本書的幾位作者，都是目前活躍在教學一線的浙江大學控製科學與工程係的教授與副教授，近十年來承擔瞭對浙江大學本科三年級學生及浙大寧波理工學院的三年級學生的授課任務，具有豐富的教學經驗，近五年總授課上韆學時。
從教幾十年來，孫優賢院士已經培養瞭一大批自動化專門人纔。除瞭教學以外，他長期以來主要從事複雜工業過程的建模、控製與優化的研究工作。近年來承擔瞭國傢自然科學基金重點專案“複雜工業過程的建模、控製與優化”；負責國傢計委的211工程建設專案“綜閤自動化係統理論與方法”；負責國傢重點學科（控製理論與控製工程）建設專案“複雜工程係統的建模、控製與優化”等等。曾獲省部級科技進步一等獎3次，二等獎6次，三等獎多次，國傢科技進步三等、二等獎各1次。
另外，孫優賢院士是2000年全國優秀博士論文導師，1993年被評為“全國教育係統勞動模範”，1997年被評為“全國優秀科技工作者”，是浙江大學控製科學與工程一級學科的學科帶頭人。
圖書目錄
第一章 概述
第一節 自動控製係統的基本概念001
第二節 自動控製係統的基本結構形式003
一、開環控製係統003
二、閉環控製係統004
三、開環與閉環控製係統的比較005
第三節 自動控製係統的分類007
一、按控製係統的結構分類007
二、按係統給定信號的特徵分類007
三、按係統傳輸信號的性質分類008
四、按係統的輸入輸齣信號的數量分類008
五、按係統的數學描述分類009
六、按係統的參數是否隨時間變化分類009
第四節 對自動控製係統的基本要求010
一、穩定性010
二、瞬態性能010
三、穩態誤差010
第五節 自動控製理論的發展概況011
一、早期的自動控製係統011
二、經典控製理論011
三、現代控製理論012
四、大係統控製理論與智慧控製理論012
第六節 本書的主要內容及結構體係013
習題一013
第二章 連續時間控製係統的數學模型
第一節 列寫動態係統的微分方程016
一、幾個典型的例子016
二、微分方程模型及相似係統022
三、動態係統建模舉例024
第二節 狀態及狀態空間模型027
一、狀態空間的基本概念027
二、狀態空間模型的建立028
三、關於狀態空間模型的說明034
第三節 特殊環節的建模及處理035
一、純滯後035
二、分佈參數036
三、積分037
四、高階038
五、非線性環節的線性化處理039
第四節 控製係統中其他環節的數學模型041
一、控製器的數學模型042
二、測量元件的數學模型043
三、執行機構的數學模型044
第五節 傳遞函數與方塊圖045
一、基本概念045
二、關於傳遞函數的討論046
三、係統方塊圖048
第六節 信號流圖與梅遜公式057
一、信號流圖的基本構成058
二、信號流圖的繪製058
三、梅遜增益公式059
第七節 各種數學模型間的關係061
一、由微分方程轉換為狀態方程061
二、由狀態空間運算式求傳遞函數064
三、狀態變換和狀態變換中特徵值的不變性065
四、由傳遞函數求狀態空間運算式067
五、由方塊圖求係統狀態空間運算式071
本章小結072
習題二072
第三章 連續時間控製係統的時域分析
第一節 概述079
一、概述079
二、典型輸入信號079
第二節 微分方程的經典求解方法081
一、係統的穩態迴應求解081
二、微分方程的暫態迴應求解083
三、暫態迴應的時間常數085
第三節 微分方程的拉氏變換求解方法085
第四節 控製係統的性能指標及時域分析088
一、控製係統的時域性能指標088
二、控製係統的時域分析091
第五節 高階係統的暫態迴應099
一、高階係統的階躍迴應099
二、高階係統的閉環主導極點100
第六節 常規控製器及其對係統的影響101
一、常規控製器的控製規律101
二、控製器參數對控製過程的影響103
三、測量滯後對控製過程的影響105
第七節 狀態方程的求解與分析105
一、線性定常齊次狀態方程的解106
二、狀態轉移矩陣107
三、線性定常狀態方程的解111
四、狀態空間模型下的係統輸齣迴應113
第八節 被控物件的實驗建模114
一、常用的實驗測試方法115
二、輸入測試信號115
三、實驗測試資料的處理116
本章小結118
習題三118
第四章 連續時間控製係統的穩定性與穩態誤差
第一節 勞斯穩定判據123
一、穩定性123
二、勞斯判據124
三、勞斯判據的應用129
四、赫爾維茨判據130
第二節 迴饋控製係統的穩態誤差131
一、穩態誤差131
二、迴饋控製係統的“型”132
三、穩態誤差係數136
第三節 等效單位負反饋係統140
本章小結140
習題四141
第五章 根軌跡分析法
第一節 概述143
一、根軌跡概念143
二、閉環零、極點和開環零、極點之間的關係145
三、根軌跡方程146
第二節 根軌跡的繪製方法147
第三節 廣義根軌跡159
一、參數根軌跡160
二、零度根軌跡161
三、純滯後係統的根軌跡163
第四節 基於根軌跡的係統性能分析166
一、開環極點對係統性能的影響166
二、開環零點對係統性能的影響168
三、增益K的選取169
第五節 基於根軌跡的係統補償器設計170
一、超前補償器的設計170
二、滯後補償器的設計173
三、PID控製器的設計174
本章小結175
習題五175
第六章 頻率特性分析法
第一節 概述179
第二節 頻率特性及其圖示法181
一、頻率特性的定義181
二、頻率特性的圖示法182
第三節 開環係統典型環節分解和頻率特性麯線的繪製183
一、開環係統典型環節分解183
二、典型環節的幅相麯線繪製184
三、係統的開環幅相麯線繪製188
四、典型環節Bode圖的繪製195
五、開環對數頻率特性麯線繪製199
六、由頻域實驗確定係統傳遞函數203
第四節 奈奎斯特(Nyquist)穩定性判據205
一、Nyquist穩定性判據205
二、Nyquist穩定性判據的應用210
三、穩定裕度212
第五節 基於頻率迴應的補償器設計215
一、頻域指標與時域指標的關係215
二、超前補償器的設計217
三、滯後補償器的設計220
本章小結223
習題六223
第七章 線性離散時間控製係統分析與綜閤
第一節 採樣過程與採樣定理227
一、採樣過程的數學描述227
二、採樣信號的頻譜分析229
三、採樣定理230
四、採樣信號的複現230
第二節 Z變換基礎232
一、Z變換232
二、Z變換的幾個性質234
三、Z反變換234
四、改進Z變換236
五、Z變換的局限性239
第三節 線性離散係統的數學描述及求解239
一、差分方程及其求解239
二、脈衝傳遞函數241
三、離散係統的狀態空間模型249
第四節 離散係統的分析與設計259
一、離散係統的穩定性259
二、基於z域的分析與設計265
三、基於頻率特性的分析與設計269
第五節 數位控製係統簡介270
一、基於連續係統的分析與設計270
二、基於離散係統的分析與設計272
第六節 網路控製係統簡介276
本章小結277
習題七277
第八章 線性定常係統的狀態空間分析法
第一節 線性定常連續係統的能控性和能觀性283
一、直觀理解283
二、能控性定義和能觀性定義285
三、能控性判別286
四、能觀性判別292
五、對偶原理294
第二節 線性定常連續係統的線性變換與結構分解295
一、非奇異線性變換295
二、狀態空間的幾種標準型式296
三、結構分解298
四、狀態空間描述與傳遞函數描述的關係303
第三節 線性定常連續係統的狀態迴饋控製305
一、狀態迴饋控製的基本概念305
二、閉環線性係統的能控性與能觀性306
三、狀態迴饋極點配置307
四、狀態迴饋鎮定314
第四節 最優控製316
一、最優控製概述316
二、線性係統二次型最優控製問題317
三、狀態調節器319
第五節 線性定常連續係統的狀態觀測器321
一、狀態觀測器321
二、降維狀態觀測器324
三、狀態觀測迴饋係統（分離定理）326
第六節 線性定常離散係統的狀態空間分析法328
一、離散係統的能控性328
二、離散係統的能觀性329
三、連續係統與離散係統的關聯與區別330
四、連續動態係統離散化後的能控性與能觀性331
第七節 內模控製器設計332
本章小結334
習題八334
第九章 非線性係統分析
第一節 控製係統中的典型非線性特性339
一、典型非線性特性339
二、非線性控製係統的特殊性341
三、非線性控製係統的分析方法341
第二節 相平麵法342
一、相平麵的基本概念342
二、相軌跡的性質343
三、相軌跡的繪製343
四、二階線性係統的相軌跡345
五、非線性係統的相軌跡347
六、由相軌跡求時間解347
七、相平麵分析348
第三節 描述函數法352
一、描述函數的概念352
二、典型非線性特性的描述函數353
三、描述函數分析法357
第四節 李雅普諾夫穩定性分析363
一、自治係統及其平衡狀態363
二、李雅普諾夫穩定性定義364
三、李雅普諾夫穩定性的間接判別法366
四、李雅普諾夫穩定性的直接判別法368
五、線性連續定常係統的李雅普諾夫穩定性分析371
六、離散係統的李雅普諾夫穩定性分析373
本章小結374
習題九374
附錄 拉普拉斯變換
參考文獻
第一節 自動控製係統的基本概念001
第二節 自動控製係統的基本結構形式003
一、開環控製係統003
二、閉環控製係統004
三、開環與閉環控製係統的比較005
第三節 自動控製係統的分類007
一、按控製係統的結構分類007
二、按係統給定信號的特徵分類007
三、按係統傳輸信號的性質分類008
四、按係統的輸入輸齣信號的數量分類008
五、按係統的數學描述分類009
六、按係統的參數是否隨時間變化分類009
第四節 對自動控製係統的基本要求010
一、穩定性010
二、瞬態性能010
三、穩態誤差010
第五節 自動控製理論的發展概況011
一、早期的自動控製係統011
二、經典控製理論011
三、現代控製理論012
四、大係統控製理論與智慧控製理論012
第六節 本書的主要內容及結構體係013
習題一013
第二章 連續時間控製係統的數學模型
第一節 列寫動態係統的微分方程016
一、幾個典型的例子016
二、微分方程模型及相似係統022
三、動態係統建模舉例024
第二節 狀態及狀態空間模型027
一、狀態空間的基本概念027
二、狀態空間模型的建立028
三、關於狀態空間模型的說明034
第三節 特殊環節的建模及處理035
一、純滯後035
二、分佈參數036
三、積分037
四、高階038
五、非線性環節的線性化處理039
第四節 控製係統中其他環節的數學模型041
一、控製器的數學模型042
二、測量元件的數學模型043
三、執行機構的數學模型044
第五節 傳遞函數與方塊圖045
一、基本概念045
二、關於傳遞函數的討論046
三、係統方塊圖048
第六節 信號流圖與梅遜公式057
一、信號流圖的基本構成058
二、信號流圖的繪製058
三、梅遜增益公式059
第七節 各種數學模型間的關係061
一、由微分方程轉換為狀態方程061
二、由狀態空間運算式求傳遞函數064
三、狀態變換和狀態變換中特徵值的不變性065
四、由傳遞函數求狀態空間運算式067
五、由方塊圖求係統狀態空間運算式071
本章小結072
習題二072
第三章 連續時間控製係統的時域分析
第一節 概述079
一、概述079
二、典型輸入信號079
第二節 微分方程的經典求解方法081
一、係統的穩態迴應求解081
二、微分方程的暫態迴應求解083
三、暫態迴應的時間常數085
第三節 微分方程的拉氏變換求解方法085
第四節 控製係統的性能指標及時域分析088
一、控製係統的時域性能指標088
二、控製係統的時域分析091
第五節 高階係統的暫態迴應099
一、高階係統的階躍迴應099
二、高階係統的閉環主導極點100
第六節 常規控製器及其對係統的影響101
一、常規控製器的控製規律101
二、控製器參數對控製過程的影響103
三、測量滯後對控製過程的影響105
第七節 狀態方程的求解與分析105
一、線性定常齊次狀態方程的解106
二、狀態轉移矩陣107
三、線性定常狀態方程的解111
四、狀態空間模型下的係統輸齣迴應113
第八節 被控物件的實驗建模114
一、常用的實驗測試方法115
二、輸入測試信號115
三、實驗測試資料的處理116
本章小結118
習題三118
第四章 連續時間控製係統的穩定性與穩態誤差
第一節 勞斯穩定判據123
一、穩定性123
二、勞斯判據124
三、勞斯判據的應用129
四、赫爾維茨判據130
第二節 迴饋控製係統的穩態誤差131
一、穩態誤差131
二、迴饋控製係統的“型”132
三、穩態誤差係數136
第三節 等效單位負反饋係統140
本章小結140
習題四141
第五章 根軌跡分析法
第一節 概述143
一、根軌跡概念143
二、閉環零、極點和開環零、極點之間的關係145
三、根軌跡方程146
第二節 根軌跡的繪製方法147
第三節 廣義根軌跡159
一、參數根軌跡160
二、零度根軌跡161
三、純滯後係統的根軌跡163
第四節 基於根軌跡的係統性能分析166
一、開環極點對係統性能的影響166
二、開環零點對係統性能的影響168
三、增益K的選取169
第五節 基於根軌跡的係統補償器設計170
一、超前補償器的設計170
二、滯後補償器的設計173
三、PID控製器的設計174
本章小結175
習題五175
第六章 頻率特性分析法
第一節 概述179
第二節 頻率特性及其圖示法181
一、頻率特性的定義181
二、頻率特性的圖示法182
第三節 開環係統典型環節分解和頻率特性麯線的繪製183
一、開環係統典型環節分解183
二、典型環節的幅相麯線繪製184
三、係統的開環幅相麯線繪製188
四、典型環節Bode圖的繪製195
五、開環對數頻率特性麯線繪製199
六、由頻域實驗確定係統傳遞函數203
第四節 奈奎斯特(Nyquist)穩定性判據205
一、Nyquist穩定性判據205
二、Nyquist穩定性判據的應用210
三、穩定裕度212
第五節 基於頻率迴應的補償器設計215
一、頻域指標與時域指標的關係215
二、超前補償器的設計217
三、滯後補償器的設計220
本章小結223
習題六223
第七章 線性離散時間控製係統分析與綜閤
第一節 採樣過程與採樣定理227
一、採樣過程的數學描述227
二、採樣信號的頻譜分析229
三、採樣定理230
四、採樣信號的複現230
第二節 Z變換基礎232
一、Z變換232
二、Z變換的幾個性質234
三、Z反變換234
四、改進Z變換236
五、Z變換的局限性239
第三節 線性離散係統的數學描述及求解239
一、差分方程及其求解239
二、脈衝傳遞函數241
三、離散係統的狀態空間模型249
第四節 離散係統的分析與設計259
一、離散係統的穩定性259
二、基於z域的分析與設計265
三、基於頻率特性的分析與設計269
第五節 數位控製係統簡介270
一、基於連續係統的分析與設計270
二、基於離散係統的分析與設計272
第六節 網路控製係統簡介276
本章小結277
習題七277
第八章 線性定常係統的狀態空間分析法
第一節 線性定常連續係統的能控性和能觀性283
一、直觀理解283
二、能控性定義和能觀性定義285
三、能控性判別286
四、能觀性判別292
五、對偶原理294
第二節 線性定常連續係統的線性變換與結構分解295
一、非奇異線性變換295
二、狀態空間的幾種標準型式296
三、結構分解298
四、狀態空間描述與傳遞函數描述的關係303
第三節 線性定常連續係統的狀態迴饋控製305
一、狀態迴饋控製的基本概念305
二、閉環線性係統的能控性與能觀性306
三、狀態迴饋極點配置307
四、狀態迴饋鎮定314
第四節 最優控製316
一、最優控製概述316
二、線性係統二次型最優控製問題317
三、狀態調節器319
第五節 線性定常連續係統的狀態觀測器321
一、狀態觀測器321
二、降維狀態觀測器324
三、狀態觀測迴饋係統（分離定理）326
第六節 線性定常離散係統的狀態空間分析法328
一、離散係統的能控性328
二、離散係統的能觀性329
三、連續係統與離散係統的關聯與區別330
四、連續動態係統離散化後的能控性與能觀性331
第七節 內模控製器設計332
本章小結334
習題八334
第九章 非線性係統分析
第一節 控製係統中的典型非線性特性339
一、典型非線性特性339
二、非線性控製係統的特殊性341
三、非線性控製係統的分析方法341
第二節 相平麵法342
一、相平麵的基本概念342
二、相軌跡的性質343
三、相軌跡的繪製343
四、二階線性係統的相軌跡345
五、非線性係統的相軌跡347
六、由相軌跡求時間解347
七、相平麵分析348
第三節 描述函數法352
一、描述函數的概念352
二、典型非線性特性的描述函數353
三、描述函數分析法357
第四節 李雅普諾夫穩定性分析363
一、自治係統及其平衡狀態363
二、李雅普諾夫穩定性定義364
三、李雅普諾夫穩定性的間接判別法366
四、李雅普諾夫穩定性的直接判別法368
五、線性連續定常係統的李雅普諾夫穩定性分析371
六、離散係統的李雅普諾夫穩定性分析373
本章小結374
習題九374
附錄 拉普拉斯變換
參考文獻
圖書試讀
用户评价
评分
這本書對我來說，更像是一本工具箱而不是一本小說，每次翻開都有新的發現，但絕不是輕鬆愉快的閱讀體驗。我記得有一次為瞭搞懂係統零極點的分布如何影響瞬態響應，我幾乎把第三章和第四章來迴看瞭不下五遍。作者在闡述反饋對係統性能影響時，用到的例子大多是典型的二階甚至一階係統，這使得概念非常容易理解，但當我試圖將這些直觀的理解映射到一個包含幾十個狀態變量的復雜係統中時，這種“直觀性”似乎一下子消失瞭。這本書的語言風格非常“硬核”，大量的德式邏輯和精確的術語使用，使得閱讀過程充滿瞭挑戰。你很難在其中找到任何幽默或者輕鬆的引導性文字，它就是純粹的知識傳遞，要求讀者必須保持高度的專注力。如果你的目標是準備高難度的專業資格考試，或者需要深入理解經典控製係統的設計哲學，這本書的價值是不可替代的；但如果隻是想快速掌握一些工業上常用的控製策略，市麵上那些更側重實踐和軟件實現的教材可能會是更有效率的選擇。
评分我是在工作壓力最大的時候開始啃這本大部頭的，當時手頭上一個項目要求對一個復雜的多變量係統進行優化，傳統的PID控製已經無法滿足性能要求，我需要更深入的理解纔能設計齣魯棒的控製器。這本書的章節安排邏輯性極強，它不像市麵上很多教材那樣在開頭就拋齣復雜的控製律，而是從最基礎的傳遞函數和狀態空間錶示開始，層層遞進。我特彆欣賞它對經典控製理論的梳理，尤其是布洛赫圖化簡和根軌跡分析的那幾章，講解得極為透徹，每一個步驟的推導都清晰可見，幾乎不需要我額外去查閱其他資料來補全邏輯鏈條。不過，這本書在處理現代控製理論，特彆是魯棒控製和最優控製的部分，篇幅相對有限，更像是對這些前沿領域的概述，而非深入的教程。所以，當我嘗試將書中的狀態空間模型應用到實際的非綫性係統辨識時，我發現書本中提供的工具箱和算法描述顯得有些陳舊，更多的依賴於傳統的綫性係統理論，這在當前這個充斥著大數據和機器學習算法的時代，顯得有點時代感的局限性。
评分這本書的封麵設計得相當樸實，那種深藍色的背景，配上簡潔的白色字體，乍一看就讓人覺得這是一本正經的教科書。我當初買這本書主要是衝著它在業界的名聲去的，畢竟很多老一輩的工程師都推薦過。拿到手沉甸甸的感覺，內容排版緊湊，大量的公式和圖錶占據瞭篇幅，這讓我立刻意識到，這絕對不是那種可以輕鬆翻閱的入門讀物。我花瞭很長時間纔適應它的敘事節奏，作者似乎傾嚮於用最精煉的數學語言來構建理論框架，對於初學者來說，理解其中的物理意義可能需要額外的努力。我記得最開始接觸到李雅普諾夫穩定性判據那一部分時，感覺像是麵對一座高山，需要反復對照著書後的習題和附錄來消化。盡管如此，一旦你掌握瞭其中的核心思想，那種豁然開朗的感覺是無與倫比的。這本書的優勢在於其理論的深度和廣度，它沒有過多地在工程應用案例上停留，而是將精力完全投入到對係統建模、時域分析以及頻域分析的嚴謹論證上，這對於想要打下堅實理論基礎的人來說，無疑是一筆寶貴的財富，但對於急於應用新技術的讀者，可能會覺得略顯“學術”瞭些。
评分這本書的經典地位毋庸置疑，我甚至能從一些期刊論文的參考文獻裏看到它的身影，這本身就說明瞭它的分量。然而，作為一個在製造業一綫摸爬滾打多年的工程師，我最希望從書中獲得的是對“為什麼”的解釋，而不僅僅是“怎麼做”。這本書在解釋“如何”設計一個超前滯後校正器方麵做得非常齣色，每一步的頻率特性分析都詳盡無遺。但當涉及到為什麼在某些特定工況下，一個看起來完美的頻域設計在時域響應中會錶現齣奇異的行為時，書中的解釋往往是“根據XX定理，這是必然的”，後續的深入探討相對薄弱。換句話說，它是一本極好的“數學證明和方法論”的寶典，但對於培養一種對係統行為的“工程直覺”來說，它提供的引導似乎略顯不足。這使得我在進行故障排查和異常現象分析時，常常需要結閤其他更偏嚮於係統物理建模的書籍纔能構建完整的認知閉環。
评分我是在一個跨學科項目中接觸到這本書的，項目涉及航空航天和一些復雜的機構耦閤。起初我以為這本書作為“原理”的奠基之作，應該能涵蓋所有基礎。它對綫性定常係統的分析可以說是達到瞭教科書級彆的巔峰，任何關於綫性的概念，從傳遞函數到特徵方程的推導，都被梳理得井井有條。但隨著項目深入到對時間延遲環節和參數攝動的處理，我開始感受到這本書的局限性。關於延遲係統的分析部分處理得較為保守，沒有引入太多先進的或近似的分析方法，更多的是將其轉化為更高維度的狀態空間模型，這在計算上會帶來不小的負擔。此外，對於非綫性係統的相平麵分析，書中僅作為一種定性工具進行瞭介紹，並未提供足夠深入的工具來處理實際中普遍存在的摩擦、飽和等非綫性因素，這迫使我不得不去尋找專門針對非綫性控製的補充材料，這本書更多地像是一個堅實的地基，但上層建築的搭建還需要依靠其他更現代或更專業的“磚塊”。
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