控制工程基础（第4版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材·机电控制工程系列教材 [Introduction to Control Engineering（Fourth Edition）] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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董景新，赵长德，郭美凤，陈志勇，刘云峰 等 著

图书标签:

• 控制工程
• 自动控制
• 机电控制
• 电气工程
• 系统工程
• 教材
• 本科
• 规划教材
• 第四版
• 控制理论

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302387718

版次：4

商品编码：12137875

包装：平装

丛书名： “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材 ，

外文名称：Introduction to Control Engineering（Fourth Edition）

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸##

内容简介

　　《控制工程基础（第4版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材·机电控制工程系列教材》是在董景新等编著的《控制工程基础》第3版的基础上，引入近年来相关内容的发展重新编写的，主要面向机械类、仪器类及其他非控制专业本科生，被列入普通高等教育国家级规划教材建设项目。主要内容包括：控制系统的动态数学模型、时域瞬态响应分析、控制系统的频率特性、控制系统的稳定性分析、控制系统的误差分析和计算、控制系统的综合与校正、根轨迹法、控制系统的非线性问题、计算机控制系统、MATLAB软件工具在控制系统分析和综合中的应用、LabVIEW工具在控制系统分析和综合中的应用。《控制工程基础（第4版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材·机电控制工程系列教材》突出机械运动作为主要控制对象，并对其数学模型和分析综合重点做了介绍；着重基本概念的建立和解决机电控制问题的基本方法的阐明，并简化或略去与机电工程距离较远、较艰深的严格数学推导内容；引入和编写了较多的例题与习题，便于自学；《控制工程基础（第4版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材·机电控制工程系列教材》融人了有关的机电一体化新技术和新分析方法，可供相关领域的科技人员参考。同时，为了配合《控制工程基础（第4版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材·机电控制工程系列教材》的使用，还编写了《控制工程基础实验指导》和《控制工程基础习题解》以供选用。

目录

1 概论
1．1 控制理论在工程中的应用和发展
1．2 自动控制系统的基本概念
1．3 控制理论在机械制造工业中的应用
1．4 课程主要内容及学时安排
例题及习题

2 控制系统的动态数学模型
2．1 微分方程表示的基本环节数学模型
2．2 数学模型的线性化
2．3 拉氏变换及反变换
2．4 传递函数以及典型环节的传递函数
2．5 系统函数方块图及其简化
2．6 系统信号流图及梅逊公式
2．7 受控机械对象数学模型
2．8 绘制实际物理系统的函数方块图
2．9 控制系统数学模型的MATLAB实现
2．10 状态空间方程的基本概念
例题及习题

3 时域瞬态响应分析
3．1 时域响应以及典型输入信号
3．2 一阶系统的瞬态响应
3．3 二阶系统的瞬态响应
3．4 时域分析性能指标
3．5 高阶系统的瞬态响应
3．6 借助MATLAB进行系统时间响应分析
3．7 时域瞬态响应的实验方法
例题及习题

4 控制系统的频率特性
4．1 机电系统频率特性的概念及其基本实验方法
4．2 极坐标图
4．3 对数坐标图
4．4 由频率特性曲线求系统传递函数
4．5 由单位脉冲响应求系统的频率特性
4．6 对数幅相特性图
4．7 控制系统的闭环频响
4．8 机械系统动刚度的概念
4．9 借助MATLAB进行控制系统的频域响应分析
4．10 小结
例题及习题

5 控制系统的稳定性分析
5．1 系统稳定性的基本概念
5．2 系统稳定的充要条件
5．3 代数稳定性判据
5．4 乃奎斯特稳定性判据
5．5 应用乃奎斯特稳定性判据分析延时系统的稳定性
5．6 由伯德图判断系统的稳定性
5．7 控制系统的相对稳定性
5．8 借助MATLAB分析系统稳定性
例题及习题

6 控制系统的误差分析和计算
6．1 稳态误差的基本概念
6．2 输入引起的稳态误差
6．3 干扰引起的稳态误差
6．4 减小系统误差的途径
6．5 动态误差系数
例题及习题

7 控制系统的综合与校正
7．1 系统的性能指标
7．2 系统的校正概述
7．3 串联校正
7．4 反馈校正
7．5 用频率法对控制系统进行综合与校正
7．6 典型控制系统举例
7．7 确定PID参数的其他方法
7．8 MATLAB在系统综合校正中的应用
7．9 小结
例题及习题

8 根轨迹法
8．1 根轨迹与根轨迹方程
8．2 绘制根轨迹的基本法则
8．3 其他参数根轨迹图的绘制
8．4 根轨迹图绘制举例
8．5 系统闭环零点、极点的分布与性能指标
8．6 借助MATLAB进行系统根轨迹分析
例题及习题

9 控制系统的非线性问题
9．1 概述
9．2 描述函数法
9．3 相轨迹法
9．4 李雅普诺夫稳定性方法
9．5 借助MATLAB分析系统非线性
例题及习题

10 计算机控制系统
10．1 计算机控制系统概述
10．2 线性离散系统的数学模型
10．3 线性离散系统的性能分析
10．4 计算机控制系统的模拟化设计方法
10．5 MATLAB在计算机控制系统中的应用
例题及习题

11 基于LabVIEW的控制系统动态仿真演示软件
11．1 LabVIEW介绍
11．2 借助LabVIEW建立和分析控制系统
11．3 借助LabVIEW分析控制系统的时域特性
11．4 借助LabVIEw分析控制系统的频率特性
11．5 借助LabVIEW分析控制系统的稳定性
11．6 借助LabVIEW分析控制系统的稳态误差
11．7 LabVIEW在系统综合校正中的应用
11．8 借助LabVIEW进行系统根轨迹分析
附录A 拉普拉斯变换表
附录B 高阶最优模型最佳频比的证明
习题参考答案
参考文献

《现代控制系统设计与分析》 本书旨在系统性地介绍现代控制理论的核心概念、分析方法以及设计技术。读者将深入理解线性定常系统的基本性质，掌握状态空间方法的强大威力，并学会如何运用先进的控制策略来解决复杂的工程问题。 第一部分：系统建模与初步分析 本书的开篇将引导读者建立对控制系统基本概念的认知。我们将从系统辨识入手，讲解如何根据实际的物理规律或实验数据，构建准确的数学模型来描述动态系统的行为。这包括对不同类型系统（如机械、电气、热系统）的典型模型进行推导和介绍，并探讨如何将这些模型转化为方便分析的形式，如传递函数和框图表示。 接着，我们将深入探讨系统的时域响应分析。读者将学习如何通过分析系统的零输入响应和零状态响应，来理解系统对不同输入信号（如单位阶跃、单位冲激、指数信号）的瞬态和稳态行为。我们将详细讲解阻尼比、固有频率、上升时间、超调量、稳态误差等关键性能指标的物理意义及其与系统参数的关系。 频域分析是理解系统稳定性和性能的重要手段。本书将详细介绍幅频特性和相频特性，通过伯德图、奈奎斯特图和根轨迹等图示方法，直观地展示系统的频率响应特性。读者将学会如何从这些图示中判断系统的稳定性，预测系统对不同频率成分的响应，并初步理解带宽、截止频率等概念。 第二部分：经典控制理论与设计 在掌握了系统基础分析方法后，本书将进入经典控制理论的核心内容。我们将详细阐述PID（比例-积分-微分）控制原理，深入剖析比例、积分、微分三个控制环节的作用及其对系统性能的影响。读者将学习到多种PID参数整定方法，包括经验法（如Ziegler-Nichols方法）、试凑法以及基于频域分析的整定方法，并了解如何在实际应用中根据具体需求选择和调整PID控制器参数。 反馈控制是现代控制系统的基石。我们将深入讲解闭环控制系统的稳定性判据，包括Routh-Hurwitz判据和Nyquist判据，帮助读者理解系统是否会发生不稳定振荡。同时，我们将引入根轨迹法，展示控制器参数变化如何影响闭环系统的极点位置，并引导读者利用根轨迹图来设计控制器以达到期望的动态性能。 第三部分：现代控制理论与状态空间方法 随着工程应用的日益复杂，现代控制理论及其状态空间方法展现出其独特的优势。本书将详细介绍状态空间方程的建立及其解析方法。读者将学习如何将系统的物理模型表示为一组一阶微分方程，并理解状态向量、状态矩阵、输入矩阵和输出矩阵的物理意义。 我们将深入探讨系统的可控性与可观测性。这是设计现代控制器不可或缺的两个基本概念。读者将学习如何利用Gramian矩阵等方法来判断系统的可控性和可观测性，并理解它们对控制器设计和状态估计的重要性。 本书将重点介绍基于状态反馈的控制器设计。读者将学习如何通过状态反馈实现期望的闭环极点配置，从而精确地控制系统的动态响应。我们将详细讲解极点配置的设计步骤和实现方法，并讨论如何处理不可控模式。 对于不可观测或部分可观测的系统，状态估计是必要的。本书将介绍最小方差状态估计器——卡尔曼滤波器。读者将学习卡尔曼滤波器的原理，理解它如何利用系统的动力学模型和测量噪声来最优地估计系统状态，并了解其在实际应用中的广泛价值。 第四部分：先进控制技术与系统拓展 在现代控制理论的基础上，本书将进一步介绍一些先进的控制技术。我们将探讨最优控制的基本思想，介绍线性二次型调节器（LQR）的设计方法。LQR能够以一种最优化的方式来平衡系统的性能指标和控制能量消耗。 本书还将触及数字控制系统的基本原理。在数字化时代，理解离散时间系统的建模、分析和设计至关重要。我们将介绍采样定理，离散时间状态空间方程的表示，以及数字PID控制器等。 此外，我们还将简要介绍一些更广泛的控制领域，如非线性控制、鲁棒控制、自适应控制等，为读者提供进一步深入学习的指引。 学习目标与实践应用 通过学习本书，读者将能够： 熟练掌握建立和分析各种工程系统的数学模型。 理解并运用时域和频域分析方法来评估系统性能和稳定性。 掌握PID控制器及其各种整定方法，并能在实际中灵活应用。 深入理解现代控制理论的状态空间方法。 掌握基于状态反馈的极点配置设计技术。 理解并应用卡尔曼滤波器进行状态估计。 初步了解最优控制、数字控制等前沿技术。 本书结合了丰富的理论讲解和必要的数学推导，并通过精心设计的算例和习题，帮助读者将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。本书内容紧密联系现代工程实践，旨在培养具备扎实控制理论基础和创新实践能力的工程技术人才。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，一种是深邃的蓝色背景，上面是银色的字体，显得非常专业且大气，我拿到手的时候就有一种“这才是应该放在我书架上”的冲动。拿到手里沉甸甸的，翻开来，纸张的质感也非常好，不是那种容易泛黄的廉价纸，而是那种能经得起时间考验的厚实感。目录更是让我惊喜，涵盖了从最基本的反馈控制系统概念，到PID控制器的设计与实现，再到现代控制理论的初步介绍，甚至还涉及到一些数字控制和系统辨识的内容。我尤其对其中关于“稳定性分析”的部分非常期待，之前在其他教材上学习的时候，总觉得有些地方不够深入，或者例子不够贴切，希望这一版能给我带来更清晰的理解。而且，书中大量引用了实际工程中的案例，比如机器人控制、航空航航天领域的应用，这些都让我觉得理论不再是空中楼阁，而是真正能够解决工程问题的工具。我特别注意到，它提到了“状态空间法”，这对我来说是一个全新的领域，一直听说它在处理复杂系统时有着独特的优势，希望能通过这本书的学习，掌握这项重要的分析工具。同时，这本书的章节安排也很有条理，从易到难，循序渐进，这对于我这种工程背景但并非控制专业科班出身的读者来说，无疑是一大福音。我之前也接触过一些控制工程的书籍，但总感觉要么过于理论化，要么过于浅显，很难找到一个恰到好处的平衡点。这本书给我的第一印象，就是它似乎成功地做到了这一点，既有严谨的理论推导，又不乏生动的工程实例，让人既能“知其然”，又能“知其所以然”。我尤其喜欢它在绪论部分对控制工程在现代社会中重要性的阐述，让我对自己选择学习这门学科的初衷有了更坚定的认识。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书的时候，第一感觉就是它非常有分量，不仅仅是物理上的重量，更是知识上的厚重感。从目录来看，它似乎涵盖了控制工程的方方面面，从最基础的系统建模，到各种控制器的设计，再到稳定性分析和系统辨识，可以说是一个非常全面的入门教材。我尤其对关于“PID控制器整定方法”的部分非常感兴趣，之前在实践中尝试过PID控制，但效果总是差强人意，希望这本书能提供一些系统性的、科学的整定技巧。而且，书中对于“系统动态响应分析”，比如阶跃响应、脉冲响应等，都有详细的介绍，这对于理解控制系统的性能至关重要。我之前在学习过程中，总是觉得对这些响应的理解不够深入，希望这本书能帮助我建立更清晰的认识。我还注意到，它提到了“根轨迹法”，这是一种非常经典的分析方法，我一直想深入学习一下，希望这本书能将它讲得既透彻又易懂。另外，书的排版也很舒服，字体大小适中，段落清晰，阅读起来不会感到疲劳。我还很期待它在“线性系统理论”部分的介绍，这可以说是控制工程的基石，如果能将这部分内容讲清楚，后面很多内容都能迎刃而解。我之所以选择这本书，也是因为它的“第4版”和“国家级规划教材”的标签，这说明它经过了多次的修订和实践检验，内容应该是比较成熟和权威的。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书的那一刻，就被它沉甸甸的分量和精致的装帧所吸引。这不仅仅是一本书，更像是一件精密的工程艺术品。翻开目录，我看到它从控制工程最核心的“反馈原理”讲起，然后循序渐进地介绍了“系统建模”、“稳定性分析”、“控制器设计”等关键章节。我尤其对书中关于“频率域分析方法”，例如奈奎斯特图和伯德图，是如何用于系统稳定性和性能分析的，充满了好奇。之前在学习中，总是对这些图的物理意义理解不够透彻，希望这一版的讲解能让我豁然开朗。而且，我非常欣赏书中对“实际工程问题”的关注，它似乎通过大量的案例，将抽象的理论知识与具体的工程应用紧密地联系起来，这对于我这种希望将所学知识应用于实际工作的读者来说，简直是太重要了。我之前接触过的很多教材，虽然理论严谨，但总感觉离实际应用有些遥远。这本书是否能帮助我建立起理论联系实际的能力，是我非常看重的一点。此外，我注意到它还涵盖了“数字控制系统”的内容，这在当今数字化浪潮下显得尤为重要，希望能通过这本书，对数字控制的设计和实现有更深入的了解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，一种是深邃的蓝色背景，上面是银色的字体，显得非常专业且大气，我拿到手的时候就有一种“这才是应该放在我书架上”的冲动。拿到手里沉甸甸的，翻开来，纸张的质感也非常好，不是那种容易泛黄的廉价纸，而是那种能经得起时间考验的厚实感。目录更是让我惊喜，涵盖了从最基本的反馈控制系统概念，到PID控制器的设计与实现，再到现代控制理论的初步介绍，甚至还涉及到一些数字控制和系统辨识的内容。我尤其对其中关于“稳定性分析”的部分非常期待，之前在其他教材上学习的时候，总觉得有些地方不够深入，或者例子不够贴切，希望这一版能给我带来更清晰的理解。而且，书中大量引用了实际工程中的案例，比如机器人控制、航空航天领域的应用，这些都让我觉得理论不再是空中楼阁，而是真正能够解决工程问题的工具。我特别注意到，它提到了“状态空间法”，这对我来说是一个全新的领域，一直听说它在处理复杂系统时有着独特的优势，希望能通过这本书的学习，掌握这项重要的分析工具。同时，这本书的章节安排也很有条理，从易到难，循序渐进，这对于我这种工程背景但并非控制专业科班出身的读者来说，无疑是一大福音。我之前也接触过一些控制工程的书籍，但总感觉要么过于理论化，要么过于浅显，很难找到一个恰到好处的平衡点。这本书给我的第一印象，就是它似乎成功地做到了这一点，既有严谨的理论推导，又不乏生动的工程实例，让人既能“知其然”，又能“知其所以然”。我尤其喜欢它在绪论部分对控制工程在现代社会中重要性的阐述，让我对自己选择学习这门学科的初衷有了更坚定的认识。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我第一眼就被它封面那种严谨的学术风格所吸引，一种沉甸甸的专业感扑面而来。我仔细翻阅了目录，发现它从最基础的“系统建模”开始，一直深入到“现代控制理论”的初步探讨，几乎涵盖了控制工程的所有核心知识点。我尤其对书中关于“频率响应分析”的章节充满期待，之前在学习过程中，对于波特图、奈奎斯特图这些图的理解总是模模糊糊，希望这一版的讲解能够让我茅塞顿开。而且，书中似乎用了大量的工程实例来阐述理论，这一点我非常看重，理论脱离实际终究是纸上谈兵。我之前接触的一些控制教材，虽然理论很扎实，但往往缺乏实际操作的指导，让人感觉学起来有些费力。这本书是否能让我将书本知识与实际工程问题联系起来，是我非常关心的一点。我还注意到，它提到了“数字控制系统”，这对于我们这个时代来说，是越来越重要了，希望这本书能提供一些关于数字控制器设计和实现的思路。另外，我之前听学长学姐说，这本书的习题质量很高，很有代表性，这对于我这种需要通过大量练习来巩固知识的人来说，是莫大的福音。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，一种是深邃的蓝色背景，搭配着银色的立体字体，给人一种非常专业和科技的感觉。拿到手里，分量十足，纸张的质量也很好，散发着淡淡的书香。我迫不及待地翻阅目录，发现它涵盖了控制工程的方方面面，从最基础的“反馈控制系统”的概念，到“线性系统理论”、“非线性系统初步”，再到“数字控制系统”的设计与分析，可以说是内容非常丰富。我尤其对书中关于“状态空间法”的介绍非常期待，我一直听说这种方法在处理多输入多输出系统时有着独特的优势，希望通过这本书的学习，能掌握这项重要的分析工具。而且，书中似乎有大量的例题和习题，并且难度梯度设计得也很合理，这对于我这种需要通过大量练习来巩固知识的人来说，简直是太重要了。我之前在学习中，常常会遇到一些理论知识点掌握了，但不知道如何在实际问题中应用的情况，这本书是否能通过丰富的例子帮助我弥合理论与实践之间的鸿沟，是我非常关心的一点。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书的时候，就被它那种扎实、严谨的风格所吸引，封面设计虽然简洁，但透露出一种深厚的学术底蕴。我仔细翻阅了目录，发现它从最基础的“自动控制系统的基本概念”开始，逐步深入到“传递函数”、“稳定性分析”、“根轨迹法”、“频率响应法”等核心内容，最后还涉及到了“PID控制器的整定”和“数字控制”等应用方面。我尤其对书中关于“根轨迹法”的讲解非常期待，之前在学习过程中，总是觉得对根轨迹的绘制和分析理解不够深入，希望这一版的介绍能够更加清晰和系统。而且，书中似乎提供了大量的工程实例，比如在机械、电力、航空航天等领域的应用，这让我感觉控制工程不再是枯燥的理论，而是解决实际问题的有力工具。我之前接触过一些控制教材，但往往缺乏实际应用的指导，这本书是否能帮助我将理论知识转化为实际能力，是我非常关心的一点。此外，我注意到它还涵盖了“李雅普诺夫稳定性理论”，这是一种非常强大的数学工具，希望能通过这本书，对它有一个初步的认识。

评分☆☆☆☆☆

打开这本书，一种严谨的学术氛围便扑面而来，它不同于市面上许多花哨的教材，而是以一种扎实、稳健的姿态展现在读者面前。我迫不及待地翻阅目录，惊喜地发现它从最基础的“线性系统理论”入手，逐步深入到“非线性系统”、“数字控制”等更高级的话题，内容覆盖之广，令人赞叹。我尤其对书中关于“状态观测器”的设计与应用部分抱有极大的兴趣，我一直对如何从系统的输入输出估计其内部状态感到好奇，希望这本书能为我揭开这层神秘的面纱。而且，书中似乎非常注重理论与实践的结合，大量的工程案例分析，从机器人控制到航空航天，都让我看到了控制工程在现代科技中的巨大作用。我之前在学习过程中，总是感觉理论与实际应用之间存在一道难以逾越的鸿沟，这本书是否能帮助我跨越这道鸿沟，是我非常期待的。此外，我注意到书中对“反馈控制系统的稳定性”进行了非常深入的探讨，包括各种判据的推导和应用，这对于我理解控制系统的安全性和可靠性至关重要。我之前也接触过一些控制方面的书籍，但总感觉在稳定性这一块的讲解不够深入，希望能通过这本书，建立起更扎实的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，一种是冷静的蓝色背景，点缀着简洁银色线条，给人一种科技感和专业感。我拿到手里，感觉非常扎实，纸张的质感也很好，印刷清晰。我立刻翻阅目录，发现其内容覆盖非常全面，从最基础的“动态系统建模”，到“线性系统理论”，再到“控制器设计与实现”，甚至还涉及到了“数字控制”和“现代控制理论”的初步介绍。我尤其对书中关于“鲁棒控制”的部分非常感兴趣，在实际工程中，系统总会存在各种不确定性，如何设计出在这些不确定性下依然表现良好的控制器，是我一直想深入了解的。希望这本书能给我带来一些启发。而且，书中大量的插图和图表，非常直观地展示了各种控制原理和算法，这对于我这种视觉型学习者来说，简直是太友好了。我之前在学习中，总是会因为抽象的数学公式而感到困惑，希望这些图示能帮助我更好地理解。我还注意到，它提到了“系统辨识”，这对于建立实际系统的模型非常重要，希望这本书能为我提供一些实用的方法。总的来说，这本书给我的第一印象就是它非常系统、全面，并且注重理论与实践的结合。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《控制工程基础（第4版）》时，我首先被它严谨而又不失活力的编排风格所吸引。书的整体设计语言非常现代，不像一些老旧的教材那样枯燥乏味。我花了很长时间翻阅目录，发现其内容覆盖面非常广，从最基础的动态系统建模，比如传递函数、零极点分析，到更为复杂的稳定性判断，如根轨迹法、奈奎斯特判据，以及各种控制器的设计，例如比例、积分、微分（PID）控制器，甚至还触及到了状态反馈和最优控制的一些概念。我尤其对关于“系统辨识”的章节充满了期待，我一直在思考如何将理论模型与实际系统中的不确定性进行有效结合，这本书在这方面的介绍，希望能给我一些启发。而且，书中提供的例题和习题，似乎都非常有代表性，并且难度梯度设计得也比较合理，这对于我这种需要反复练习才能真正掌握知识的人来说，简直是太重要了。我之前在学习过程中，常常会遇到一些理论知识点掌握了，但不知道如何在实际问题中应用的情况，这本书是否能通过丰富的例子帮助我弥合理论与实践之间的鸿沟，是我非常关心的一点。此外，书中的一些图示和示意图，看起来都非常清晰，有助于直观理解抽象的控制概念。我特别留意到，它提到了“模糊控制”和“神经网络控制”等现代控制方法，这让我看到了控制工程在人工智能时代的广阔前景，希望能通过这本书，对这些前沿领域有个初步的认识。

评分☆☆☆☆☆

这书半本都连在一起，明显是卖不出去的次品

评分☆☆☆☆☆

不错不错

评分☆☆☆☆☆

不错不错

评分☆☆☆☆☆

这书半本都连在一起，明显是卖不出去的次品

评分☆☆☆☆☆

不错不错

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不错不错

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挺好的，不错

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这书半本都连在一起，明显是卖不出去的次品

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不错不错