| 钱学森与宋健合著的《工程控制论》简介 |
| 送交者: 2026年02月24日17:28:26 于 [世界游戏论坛] 发送悄悄话 |
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根据提供的资料,钱学森与宋健合著的《工程控制论》(第三版)分为上、下两册,共二十一章。该书是在钱学森1954年英文原著基础上,由宋健等人修订补充而成,涵盖了经典控制理论到现代控制理论的演变。 以下是各章节内容的详细讲解: 上册(共十二章,侧重经典控制理论与系统分析基础)第一章 引论本章为全书的开篇,主要介绍工程控制论的基本概念。内容涵盖常系数线性系统、变系数线性系统及非线性系统的定义,探讨了工程近似问题,并阐述了系统运动模型的辨识以及控制系统的质量指标,为后续章节奠定理论基础。 第二章 系统分析的基本方法本章重点介绍进行系统分析所需的数学工具和基本方法。包括拉氏变换及其在解常系数线性微分方程中的应用、相空间内的几何概念、控制系统运动规律的向量表示。同时深入探讨了函数空间(希尔伯特空间)、泛函和算子理论,以及数值计算、模拟技术和函数方程的数值解与极值问题。 第三章 输入、输出和传递函数本章主要讨论系统特性的描述方式。详细讲解了一阶系统与二阶系统的特性,传递函数的表示法,以及确定频率特性的方法。此外,还分析了由多个环节组成的系统、反馈控制系统的概念及其传递函数,并对交流系统进行了讨论。 第四章 控制系统分析本章聚焦于系统的核心性能分析。首先定义了稳定性并介绍了李雅普诺夫直接方法,随后详细讲解了常系数线性系统的稳定性分析。本章还系统介绍了多种经典分析方法,包括乃氏方法、艾文思方法、伯德方法,以及多回路系统的分析。同时涉及了变系数线性系统的稳定性、系统静态精度分析、短程火箭的运动分析以及线性系统的能观测性。 第五章 不互相影响的控制本章探讨多变量控制系统中的解耦问题,即如何设计控制系统使得各个控制变量之间互不影响,这是复杂系统设计中的关键环节。 第六章 交流伺服系统与振荡控制伺服系统本章专门讨论特定类型的伺服系统。内容涉及交流伺服系统的原理与设计,以及振荡控制伺服系统的特点和应用,分析了这些系统在实际工程中的特殊性。 第七章 采样伺服系统本章介绍离散时间控制系统的理论基础。随着计算机技术的发展,采样系统变得尤为重要,本章主要讨论采样过程中的信号处理与系统分析方法。 第八章 有时滞的线性系统本章针对工程中常见的滞后现象进行理论分析。许多实际系统(如流体传输、远距离通信)存在时间延迟,本章探讨这种时滞对线性系统稳定性和性能的影响。 第九章 平稳随机输入下的线性系统本章引入随机过程理论,讨论当系统输入为平稳随机信号时的分析方法,研究系统在随机干扰下的统计特性与响应。 第十章 继电器伺服系统本章分析非线性特性显著的一类系统——继电器伺服系统。由于继电器具有开关特性,其分析方法与线性系统有本质区别,本章重点阐述其运动规律和设计原理。 第十一章 非线性系统本章进一步扩展控制理论的范围,深入探讨非线性系统的一般理论。非线性是工程系统的普遍特性,本章分析了非线性系统的独特现象(如自激振荡、极限环等)及其分析方法。 第十二章 变系数线性系统本章讨论系数随时间变化的线性系统。与常系数系统不同,变系数系统更贴近实际工程中参数漂移的情况,本章介绍了相关的分析理论与设计思路。 下册(共九章,侧重现代控制理论、最优控制与智能化)第十三章 利用摄动理论的控制设计本章介绍摄动理论在控制系统设计中的应用。特别是在处理含有小参数的系统时,摄动理论提供了近似求解和优化的有效手段,书中特别结合飞行控制系统进行了说明。 第十四章、第十五章 控制系统在随机干扰下的分析和设计这两章延续了对随机问题的探讨,但更侧重于设计层面。重点介绍了在随机干扰环境下,如何设计满足特定指标(如最小方差)的控制系统,涉及噪声过滤的设计原理。 第十六章、第十八章 适应性控制系统的设计这两章集中讨论适应性控制(Adaptive Control)。当系统参数未知或发生变化时,适应性控制能自动调整控制器参数以维持系统性能。这是现代控制理论的重要分支,体现了系统对环境变化的适应能力。 第十七章 逻辑控制和有限自动机本章引入离散数学与逻辑控制的概念,探讨有限自动机理论在工程控制中的应用,反映了控制理论向离散化、逻辑化方向的发展。 第十九章 提高控制系统可靠性的各种方法本章关注系统的可靠性设计。介绍了如何通过理论方法(如冗余技术)提高控制系统的可靠性,探讨了用不可靠元器件组成可靠系统的理论,这是系统工程设计中的关键问题。 第二十章 信号与信息本章扩展了控制论的视野,将信号处理与信息传输纳入讨论范畴,反映了控制论与信息论的交叉融合。 第二十一章 大系统作为全书的收官,本章介绍大系统理论。随着工程系统规模的扩大,大系统理论关注如何处理结构复杂、规模庞大的系统的控制与优化问题,这是工程控制论的前沿领域。 |
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