反馈控制导论 国际电气工程先进技术译丛pdf电子书版本下载

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第1章 绪论 1

1.1反馈 2

1.2框图、系统、输入、输出 3

1.3关于框图的更多介绍 6

1.3.1录音 6

1.3.2串级水箱 7

1.3.3框图总结 8

1.4反馈和动力学 10

1.4.1淋浴中的反馈 10

1.4.2回声 10

1.4.3锅炉水位控制 10

1.4.4出生与死亡的过程 11

1.4.5制造业和机器人 12

1.4.6反馈设计与综合 12

1.5系统、因果关系、平稳性和线性 13

1.6模型 15

1.6.1建模 16

1.6.2系统连接 17

1.7基本的控制回路 18

1.8控制设计 19

1.9结束语 20

1.10注释与拓展阅读 21

第2章 类比方法 23

2.1方法介绍和研究意义 23

2.2信号及其图形表示 24

2.3信号与模拟信号 28

2.4系统举例 30

2.4.1加热烤箱 30

2.4.2向厨房水池中注水 31

2.4.3对电容器充电 32

2.4.4计算机算法 32

2.5这些系统的例子具有怎样的相似性？ 34

2.6离散时间还是连续时间？ 34

2.7类比系统 35

2.8综合式系统和分布式系统 37

2.9振幅 38

2.9.1能量交换 38

2.9.2系统观点 39

2.10注释与拓展阅读 40

第3章 反馈与控制 42

3.1引言和研究目的 42

3.2制造瓷砖 43

3.3重力给料的灌溉系统 47

3.4射电天文学天线的伺服设计 53

3.5简单自动控制 58

3.6体内平衡 59

3.7社会系统 64

3.7.1简单的控制结构 66

3.7.2其他控制方法 69

3.8注释与拓展阅读 70

第4章 信号分析 72

4.1引言和研究目的 72

4.2信号与信号分类 73

4.2.1数学算法定义的信号 74

4.2.2周期信号 79

4.2.3随机信号 81

4.2.4无序信号 82

4.3信号变换 83

4.4信号测量 85

4.4.1信号大小 85

4.4.2信号采样 86

4.4.3周期信号采样：混淆问题 87

4.5信号处理 89

4.6记录和重放 90

4.6.1语音记录及重现 92

4.7注释与拓展阅读 94

第5章 系统和模型 96

5.1引言与目的 96

5.2系统和模型 97

5.2.1通过信号获取模型 97

5.2.2从系统到模型 99

5.2.3模型的分类 100

5.3连接系统 101

5.4简化假设 103

5.5一些基本的系统 105

5.5.1线性增益 105

5.5.2传输延时 107

5.5.3积分器 108

5.5.4反馈环的积分器 110

5.6线性系统 110

5.6.1线性模型 111

5.6.2线性系统的框图联结 112

5.7系统分析 115

5.7.1时间响应 115

5.7.2频域 116

5.7.3串联系统 118

5.7.4积分器串联且加反馈 119

5.8线性系统的合成 120

5.9线性系统的状态空间描述 122

5.10谈谈有关离散时间系统的事 124

5.11非线性模型 125

5.12注释与拓展阅读 126

第6章 稳定性、敏感性和鲁棒性 127

6.1引言与目的 127

6.2举例 128

6.3自治系统的稳定性 130

6.4线性自治系统 132

6.4.1一般的时间离散自治线性系统 133

6.4.2时间连续线性系统 134

6.4.3稳定性的探索 135

6.5非线性系统：李雅普诺夫稳定性 138

6.5.1李雅普诺夫第一方法 139

6.5.2能量与稳定性：李雅普诺夫第二方法 139

6.6非自治系统 141

6.6.1线性系统 141

6.6.2非线性系统 142

6.6.3输入到状态稳定和串级 144

6.7平衡之外的知识 145

6.7.1限制圆和混沌 145

6.8敏感性 147

6.8.1鲁棒性 148

6.8.2敏感度的计算 149

6.8.3一般的方法 149

6.8.4相对于系统动态变化的灵敏度 150

6.8.5灵敏度测量 151

6.9注释与拓展阅读 151

第7章 反馈 153

7.1引言 153

7.2内部反馈 154

7.3反馈与模型的不确定性 156

7.4系统稳定性与调节 158

7.4.1输入-状态稳定性和反馈系统 159

7.4.2线性反馈系统 161

7.4.3奈奎斯特稳定性判据 162

7.4.4带有延时的积分器和负反馈 163

7.5抗干扰 164

7.5.1噪声反馈 165

7.6两自由度控制 167

7.7反馈设计 167

7.8讨论 169

7.9评论与深度阅读 169

第8章 控制子系统 171

8.1引言 171

8.2信息流 174

8.3控制目标 175

8.4开环 178

8.5闭环 181

8.6其他控制结构 183

8.6.1两自由度控制 183

8.6.2串级控制 183

8.6.3选择控制 184

8.6.4逆响应系统 185

8.7分布式和分级控制 186

8.8过程与控制协同设计 188

8.8.1过程尺度标定及其控制 188

8.8.2过程再设计 189

8.9简评与扩展阅读 190

第9章 控制子系统的组成 192

9.1引言 192

9.2传感器和数据采集系统 195

9.2.1变换器 197

9.2.2软测量 198

9.2.3通信和联网 199

9.2.4传感器和执行器网络 200

9.3控制器 201

9.3.1自动机和PLC 201

9.3.2开关控制 202

9.3.3连续控制：PID 203

9.4计算机控制器 204

9.5执行器 206

9.5.1智能执行器 208

9.5.2双重执行器 208

9.6结论和扩展阅读 209

第10章 控制设计 211

10.1引言 211

10.2控制设计 214

10.3局部控制 217

10.3.1逻辑控制与基于事件的控制 217

10.3.2跟踪和调节 219

10.3.3交互作用 223

10.4自适应与学习 225

10.4.1模型参考自适应系统：MIT准则 225

10.4.2自校正控制 226

10.4.3增益调度 227

10.4.4学习系统 229

10.5监督控制 230

10.6优化控制 232

10.6.1控制硬盘驱动器的读写磁头 232

10.6.2模型预测控制 233

10.7总结 235

10.8结论和扩展阅读 235

第11章 控制的益处 237

11.1引言 237

11.2医学应用 238

11.3工业应用 240

11.3.1安全和可靠性 241

11.3.2能量、原料或是经济效益 241

11.3.3可持续性 242

11.3.4更好地利用基础设施 242

11.3.5使能作用 243

11.3.6其他应用领域 244

11.4社会风险 245

11.5注解和延伸阅读 245

第12章 展望 247

12.1引言 247

12.2从模拟控制器到分布式网络控制 247

12.2.1嵌入式控制系统 248

12.2.2网络化控制系统 250

12.2.3信息物理系统 251

12.3从自动操作者到类人机器人 252

12.3.1类人挑战 253

12.3.2主从系统 253

12.4控制中的人工智能 254

12.4.1环境智能 256

12.4.2智能体 256

12.5系统和生物学 257

12.5.1生物系统建模 258

12.5.2生体模仿学 258

12.5.3仿生学 259

12.5.4生物组件系统 259

12.5.5蛋白质和纳米尺度的生化工程 260

12.6结论和扩展阅读 260