現(xiàn)代控制系統(tǒng)

出版時間:2012-7  出版社:電子工業(yè)出版社  作者:(美)多爾夫,(美)畢曉普 著  頁數(shù):1103  字數(shù):2017000  
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內(nèi)容概要

《現(xiàn)代控制系統(tǒng)(第12版英文版)》由多爾夫、畢曉普所著,控制系統(tǒng)原理及相近課程是高等學校工科學生的核心課程之一?!冬F(xiàn)代控制系統(tǒng)(第
12版英文版)》一直是該類課程暢銷全球的教材范本。主要內(nèi)容包括控制系統(tǒng)導論、系統(tǒng)數(shù)學模型、狀態(tài)空間模型、反饋控制系統(tǒng)的特性、反饋控制系統(tǒng)的性能、反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性、根軌跡法、頻率響應方法、頻域穩(wěn)定性、反饋控制系統(tǒng)設計、狀態(tài)變量反饋系統(tǒng)設計、魯棒控制系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng)等。本書的例子和習題大多取材于現(xiàn)代科技領域中的實際問題,新穎而恰當。學習和解決這些問題,可以使學生的創(chuàng)造性精神得到潛移默化的提升。
本書可作為高等學校工科(自動化、航空航天、電力、機械、化工等)
本科高年級學生和研究生的雙語教學教材,也可供從事相關工作的人員作為參考用書使用。

作者簡介

作者:(美)Richard C. Dorf,(美)Robert H. Bishop

書籍目錄

CHAPTER 1 Introduction to Control Systems
1.1 Introduction
1.2 Brief History of Automatic Control
1.3 Examples of Control Systems
1.4 Engineering Design
1.5 Control System Design
1.6 Mechatronic Systems
1.7 Green Engineering
1.8 The Future Evolution of Control Systems
1.9 Design Examples
1.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
1.11 Summary
CHAPTER 2 Mathematical Models of Systems
2.1 Introduction
2.2 Differential Equatio of Physical Systems
2.3 Linear Approximatio of Physical Systems
2.4 The Laplace Traform
2.5 The Trafer Function of Linear Systems
2.6 Block Diagram Models
2.7 Signal-Flow Graph Models
2.8 Design Examples
2.9 The Simulation of Systems Using Control Design Software
2.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
2.11 Summary
CHAPTER 3 State Variable Models
3.1 Introduction
3.2 The State Variables of a Dynamic System
3.3 The State Differential Equation
3.4 Signal-Flow Graph and Block Diagram Models
3.5 Alternative Signal-Flow Graph and Block Diagram Models
3.6 The Trafer Function from the State Equation
3.7 The Time Respoe and the State Traition Matrix
3.8 Design Examples
3.9 Analysis of State Variable Models Using Control Design
Software
3.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
3.11 Summary
CHAPTER 4 Feedback Control System Characteristics
4.1 Introduction
4.2 Error Signal Analysis
4.3 Seitivity of Control Systems to Parameter Variatio
4.4 Disturbance Signals in a Feedback Control System
4.5 Control of the Traient Respoe
4.6 Steady-State Error
4.7 The Cost of Feedback
4.8 Design Examples
4.9 Control System Characteristics Using Control Design Software
4.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
4.11 Summary
CHAPTER 5 The Performance of Feedback Control Systems
5.1 Introduction
5.2 Test Input Signals
5.3 Performance of Second-Order Systems
5.4 Effects of a Third Pole and a Zero on the Second-Order System
Respoe
5.5 The s-Plane Root Location and the Traient Respoe
5.6 The Steady-State Error of Feedback Control Systems
5.7 Performance Indices
5.8 The Simplification of Linear Systems
5.9 Design Examples
5.10 System Performance Using Control Design Software
5.11 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
5.12 Summary
CHAPTER 6 The Stability of Linear Feedback Systems
6.1 The Concept of Stability
6.2 The Routh–Hurwitz Stability Criterion
6.3 The Relative Stability of Feedback Control Systems
6.4 The Stability of State Variable Systems
6.5 Design Examples
6.6 System Stability Using Control Design Software
6.7 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
6.8 Summary
CHAPTER 7 The Root Locus Method
7.1 Introduction
7.2 The Root Locus Concept
7.3 The Root Locus Procedure
7.4 Parameter Design by the Root Locus Method
7.5 Seitivity and the Root Locus
7.6 PID Controlle
7.7 Negative Gain Root Locus
7.8 Design Examples
7.9 The Root Locus Using Control Design Software
7.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
7.11 Summary
CHAPTER 8 Frequency Respoe Methods
8.1 Introduction
8.2 Frequency Respoe Plots
8.3 Frequency Respoe Measurements
8.4 Performance Specificatio in the Frequency Domain
8.5 Log Magnitude and Phase Diagrams
8.6 Design Examples
8.7 Frequency Respoe Methods Using Control Design Software
8.8 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
8.9 Summary
CHAPTER 9 Stability in the Frequency Domain
9.1 Introduction
9.2 Mapping Contou in the s-Plane
9.3 The Nyquist Criterion
9.4 Relative Stability and the Nyquist Criterion
9.5 Time-Domain Performance Criteria in the Frequency Domain
9.6 System Bandwidth
9.7 The Stability of Control Systems with Time Delays
9.8 Design Examples
9.9 PID Controlle in the Frequency Domain
9.10 Stability in the Frequency Domain Using Control Design
Software
9.11 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
9.12 Summary
CHAPTER 10 The Design of Feedback Control Systems
10.1 Introduction
10.2 Approaches to System Design
10.3 Cascade Compeation Networks
10.4 Phase-Lead Design Using the Bode Diagram
10.5 Phase-Lead Design Using the Root Locus
10.6 System Design Using Integration Networks
10.7 Phase-Lag Design Using the Root Locus
10.8 Phase-Lag Design Using the Bode Diagram
10.9 Design on the Bode Diagram Using Analytical Methods
10.10 Systems with a Prefilter
10.11 Design for Deadbeat Respoe
10.12 Design Examples
10.13 System Design Using Control Design Software
10.14 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
10.15 Summary
CHAPTER 11 The Design of State Variable Feedback Systems
11.1 Introduction
11.2 Controllability and Observability
11.3 Full-State Feedback Control Design
11.4 Observer Design
11.5 Integrated Full-State Feedback and Observer
11.6 Reference Inputs
11.7 Optimal Control Systems
11.8 Internal Model Design
11.9 Design Examples
11.10 State Variable Design Using Control Design Software
11.11 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
11.12 Summary
CHAPTER 12 Robust Control Systems
12.1 Introduction
12.2 Robust Control Systems and System Seitivity
12.3 Analysis of Robustness
12.4 Systems with Uncertain Paramete
12.5 The Design of Robust Control Systems
12.6 The Design of Robust PID-Controlled Systems
12.7 The Robust Internal Model Control System
12.8 Design Examples
12.9 The Pseudo-Quantitative Feedback System
12.10 Robust Control Systems Using Control Design Software
12.11 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
12.12 Summary
CHAPTER 13 Digital Control Systems
13.1 Introduction
13.2 Digital Computer Control System Applicatio
13.3 Sampled-Data Systems
13.4 The z-Traform
13.5 Closed-Loop Feedback Sampled-Data Systems
13.6 Performance of a Sampled-Data, Second-Order System
13.7 Closed-Loop Systems with Digital Computer Compeation
13.8 The Root Locus of Digital Control Systems
13.9 Implementation of Digital Controlle
13.10 Design Examples
13.11 Digital Control Systems Using Control Design Software
13.12 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
13.13 Summary
APPENDIX A MATLAB Basics
References
Index

章節(jié)摘錄

版權頁:   插圖:   A fluid flow system is shown in Figure 2.38.The reservoir(or tank)contains water that evacuates through an output port.Water is fed to the reservoir through a pipe controlled by an input valve.The variables of interest are the fluid velocity V(m/s),fluid height in the reservoir H(m),and pressure p(N/m2).The pressure is defined as the force per unit area exerted by the fluid on a surface immersed(and at rest with respect to)the fluid.Fluid pressure acts normal to the surface.For further reading on fluid flow modeling. The elements of the control system design process emphasized in this example are shown in Figure 2.39.The strategy is to establish the system configuration and then obtain the appropriate mathematical models describing the fluid flow reservoir from an input-output perspective. The general equations of motion and energy describing fluid tlow are quite complicated.The governing equations are coupled nonlinear partial differential equations.We must make some selective assumptions that reduce the complexity of the mathematical model.Although the control engineer is not required to be a fluid dynamicist,and a deep understanding of fluid dynamics is not necessarily acquired during the control system design proccss,it makes good engineering sense to gain at least a rudimentary understanding of the important simplifying assumptions.For a more complete discussion ot fluid motion. To obtain a realistic,yet tractable,mathematical model for the fluid flow reservoir,we first make several key assumptions.We assume that the water in the tank is incompressible and that the flow is inviscid,irrotational and steady.An incompressible fluid has a constant density p(kg/m3).In fact,all fluids are compressible to some extent.The compressibility factor,k,is a measure of the compressibility of a fluid.A smaller value of k indicates less compressibility.

編輯推薦

《國外計算機科學教材系列:現(xiàn)代控制系統(tǒng)(英文版)(第12版)》是國外計算機科學系列教材的英文版,由電子工業(yè)出版社出版,是控制系統(tǒng)原理及相近課程是高等學校工科學生的核心課程之一?!秶庥嬎銠C科學教材系列:現(xiàn)代控制系統(tǒng)(英文版)(第12版)》可作為高等學校工科(自動化、航空航天、電力、機械、化工等)本科高年級學生和研究生的雙語教學教材,也可供從事相關工作的人員作為參考用書使用。

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用戶評論 (總計22條)

 
 

  •   控制系統(tǒng)的經(jīng)典教材 推薦
  •   很有用的一本書。信息很全
  •   同事介紹的,說是挺好的
  •   大師經(jīng)典之作,不得不讀
  •   是工科里面控制方面的好書了,適合專業(yè)人士閱讀
  •   為什么沒有激光防偽標簽?難道不是正版?買的另一本電子工業(yè)的英文書是有激光防偽標簽的。
  •   快遞超級慢。。。寄了快10天。。。蝸牛都比這個快?。?!不過書還是挺好的啦?。?nèi)容也很好
  •   就是沒有防偽標簽,其他方面還可以
  •   請注意,本書評針對的是第十版漢化版。譯者:趙千川 馮梅。 先說說最重要的一點,第十版的書使用的是彩圖,盡管照片進行了黑白處理,但是根軌跡和bode圖都是藍黑色彩圖,線條分明,一目了然。不知道其他版本是否也為彩圖。建議大家一定購買彩圖版本,否則看上去非常吃力,嚴重影響情緒。 接下來講講胡壽松老師那本經(jīng)典的《自動控制原理》與Dorf的《現(xiàn)代控制理論(第十版)》的一些對比。先說說胡的優(yōu)點,胡壽松老師的書大而全面,在知識的說明和證明部分做得很好,詳略得當。關于根軌跡法則的證明過程比Dorf的書要好。但是在求分離點的方法上,Dorf介紹的方法計算起來更加方便。在頻域部分,對線性定長系統(tǒng)輸入正弦信號,輸出信號穩(wěn)態(tài)分量也是一個正弦信號,并且與輸入信號相比僅發(fā)生幅值的改變|G(jw)|和G(jw)的相角滯后。這個說明的過程,胡的書較為詳細,Dorf的書較為簡略(證明太簡略反倒不好理解了)。Dorf的數(shù)字控制系統(tǒng)講解的過于簡單,采樣定理居然沒提到,離散系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)也沒有給出,設計過程講得還可以,先求Gc(s),然后轉化成Gc(z),這倒是比較直觀。胡的書詳細多了,離散系統(tǒng)一共80頁,將近50頁用于描述離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是怎么得到的,這對于了解為什么是非常重要的。所以論全面性,胡的書要好一些,證明說明非常詳細,我在讀Dorf的書時,如果有不太明白的地方就去查胡的書,一般來...說都會得到滿意的解釋。胡的書和Dorf的書對誤差E(s)的定義,在H(s)不等于1時,是不一樣的。Dorf的定義永遠是E(s)=R(s)-Y(s),在H(s)不等于1的時候經(jīng)常讓我糾結。而胡的書定義為E(s) = R(s) - Y(s)H(s),胡的定義更好一些,因為只有這樣才是兩個具有相同物理意義的物理量相比較,這樣的誤差才更有物理意義。 然后講講Dorf的書有哪些優(yōu)點。胡的書我只看了前八章,Dorf的書除了現(xiàn)代控制理論的2章之外都看了,但是時間有限沒做習題。我上學的時候用的就是胡的教材第四版,考博也用胡的書,非考試用書,只看過他的書,懶得換,也就將就用了。這個階段我每次看都覺得晦澀難懂,尤其對各個章節(jié)的聯(lián)系很迷茫,看完之后也不知道怎么設計控制器,所以閱讀體驗很糟糕。2013年秋季我決心找一本國外經(jīng)典教材好好學習一下自控原理,于是找到了Dorf的書。這本書果然沒有讓我失望,花了一個月的時間讀完,有一種醍醐灌頂?shù)母杏X。我總結了下可能是這么幾個原因:1) 老外不會鋪開了講,證明和說明從略,抓重點,扣主題,而重點和主題就是如何設計控制器。 2)每一個講到的知識點都會跟控制系統(tǒng)的性能聯(lián)系起來講。3)做了很多工程上的近似,比如相角裕度和阻尼的關系,胡的書給出一個很長的公式,而Dorf的書用了一個線性近似的關系,這就好記的多,用起來也方便。Dorf的書把頻域和時域的性能指標之間的聯(lián)系講解的很仔細,這樣更易于理解頻域設計法設計出的系統(tǒng)在時域上有什么樣的性能。4) Dorf在很多地方會講一些控制器設計時可能會遇到的問題,比如控制器輸出的范圍等等,可以加深對控制系統(tǒng)的理解。5) 看完Dorf的書之后感覺對根軌跡的理解更為深刻,本書介紹了根軌跡法進行串聯(lián)校正,還介紹了根靈敏度的概念,小的亮點還有選定閉環(huán)極點后,圖解法求解增益K。胡的書僅僅較少了控制器為一個增益K時的設計過程,因而感覺根軌跡沒太大作用,所以從這點來說Dorf的書完勝。6) Dorf的書介紹了魯棒控制,雖然介紹的很簡單,但是把魯棒設計的必要性給講出來了,即系統(tǒng)參數(shù)在一定范圍內(nèi)變動時,設計的控制器能否保持令人滿意的指標。書中給出了幾種魯棒控制方法,其中就包括PID,這樣對PID的理解就更為深刻了。7)在介紹二階系統(tǒng)性能之前的第四章,反饋控制系統(tǒng)的特性,這一章真是妙絕,把反饋的優(yōu)點用數(shù)學語言優(yōu)雅的表達出來,讀胡的書時沒有這種感覺,大概胡的書也提到了,但是過于分散,沒有讓人對反饋的種種好處留下太深的印象。其實在介紹一樣東西的時候就應該先把它的好處說清楚,這樣人家才有動力去學嘛。8)關于勞斯判據(jù),Dorf的書給出了一種勞斯判據(jù)失效的情況,胡的書并沒有指出這一點。穩(wěn)定性的說明(特征方程根的位置與系統(tǒng)穩(wěn)定性的關系),Dorf的書也更加全面和正確,胡的書有些含混不清。9)Dorf的書對反饋控制器設計的脈絡把握很清楚,至少我感覺比胡的脈絡清楚,可能是因為胡的書太厚了,太全了,一開始要干一個事,然后開始說明說明……,讀完幾大段之后忘了一開始要干什么了,不過全面也正是胡的書之優(yōu)點所在。 先寫這么多,總之胡的書和Dorf的書都是非常不錯的教材,建議大家這兩本書都要好好看看,Dorf的書簡單一些,更適合初學者看,如果再結合行業(yè)知識,相信一定能掌握控制器的設計,以及當中所用原理的來龍去脈。 閱讀更多 ›
  •   此書紙張和印刷質量一般,像復印版的,之前買過此書11版的電子工業(yè)出版社正版書比這個質量好很多。當然這書的內(nèi)容還是依舊挺好的。當然只用來讀的話,這書的圖片和字還是都能看得清的。
  •   書絕對是盜印的,應該有person的激光標志,卻沒有。紙張輕薄,部分頁印刷模糊。私印之書,價格就騙貴了。而且物流質量差,書的封面折斷。
  •   很好很經(jīng)典但是看不懂,好在圖比較多。
  •   雖然我是學渣,但也覺得書挺好的。
  •   英文版的圖書和中文譯本一起學更明白一些。
  •   亞馬遜都能找到非常有用的教科書,
  •   第一次是在入駐商家買的,買兩本只發(fā)出一本,說補發(fā)后來又說魅惑了,聯(lián)系退款等事宜造成很多麻煩以及運費的損失。后來在亞馬遜自營訂購,第二天就到貨了,只是貴了將近20塊。內(nèi)容質量什么的完全一樣。
  •   無正版標簽,運送有損毀
  •   非常好,書的質量很好,物流很好
  •   這本書買下來,已經(jīng)看了十章,真的覺得看這本書簡直是一種享受,作者對每個問題的論述都十分清晰,力求講清楚。以前感覺十分困惑的頻域穩(wěn)定分析的內(nèi)容,通過這本書,也豁然開朗。書雖然是英文版,但是里面的句子并不難,讀起來沒有什么障礙,適合具有一般英語水平的人讀的
  •   英文教材比中文的要詳細一些
  •   國外經(jīng)典教材,是十二版了,很經(jīng)典,從里面可以看出來國外教材與國內(nèi)教材的區(qū)別,國外注重的是應用,而國內(nèi)的理論推導,動手的挺少的,兩種書結合起來看就知道哪種教材好。
  •   此版沒有中文版的彩色印刷,所以打了四個星。
 

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