基本信息
书名：自动控制原理
定价：20元
作者：蒋燕君
出版社：重庆大学出版社
出版日期：2008-01-01
ISBN：9787562443339
字数：312000
页码：189
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.341kg
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内容提要
本书主要介绍分析和设计控制系统的经典理论及应用方法。全书共分7章，内容包括：绪论、控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹法、频域分析法、控制系统的校正、MATLAB在控制理论中的应用。
全书叙述清楚，理论联系实际，注重理论的物理背景和工程实用性。
本书可作为高等学校机电类专业的教材，也可作为电气工程与自动化、电子信息类专业的教学用书，还可供从事控制工程的技术人员参考。
目录
作者介绍
文摘
序言
《现代系统动力学建模与仿真：理论、方法与案例》 前言 在这个日益复杂和互联的世界里，理解并预测各种系统的行为已成为科学研究、工程设计乃至社会经济决策的关键。从复杂的生态系统到动态变化的经济模型，从精密的控制系统到庞大的人群流动，事物的演化过程往往受到众多相互关联的变量和反馈回路的影响。传统的分析方法在面对这些非线性、时变且充满不确定性的系统时，显得力不从心。系统动力学作为一种强大的建模和仿真工具，应运而生，为我们提供了一种全新的视角来审视和解决这些挑战。 本书旨在为读者提供一套全面而深入的现代系统动力学建模与仿真理论、方法和实践指南。我们不仅仅停留在介绍基础概念，而是致力于阐述如何运用系统动力学这一利器，将抽象的系统转化为可分析、可优化的模型，并通过严谨的仿真手段来揭示其内在规律，预测未来趋势，并为决策提供科学依据。本书的读者群广泛，包括但不限于从事工程技术、科学研究、经济管理、社会科学、环境科学以及城市规划等领域的专业人士、研究生和对复杂系统建模感兴趣的读者。 第一篇 理论基础与建模思想 第一章 系统动力学的起源与发展 本章将追溯系统动力学的发展脉络，从其早期萌芽到形成独立的学科体系。我们将重点介绍系统动力学的创始人杰·福瑞斯特（Jay W. Forrester）及其在工业动力学、城市动力学和社会系统动力学方面的开创性工作。通过回顾历史，读者可以更好地理解系统动力学所处的时代背景、解决的核心问题，以及其在不同领域应用的演变。我们将探讨系统动力学如何从宏观的系统视角来理解复杂的社会和经济现象，以及它与其他学科（如控制论、信息论、控制工程等）之间的联系与区别。 第二章 复杂系统的本质与系统动力学视角 在本章中，我们将深入探讨“系统”的内涵，以及为何理解复杂系统如此重要。我们将阐述复杂系统的核心特征，例如： 反馈回路： 系统内部各要素之间相互作用形成的闭环，包括正反馈（增长或衰减的加速器）和负反馈（调节和稳定机制）。我们将详细解析不同类型的反馈回路如何塑造系统的动态行为。 延迟效应： 系统中存在的时间滞后，这可能导致行为的惯性、震荡甚至不稳定。我们将探讨不同延迟的来源及其对系统演化的影响。 非线性关系： 系统中变量之间的关系并非简单的比例关系，微小的输入变化可能导致巨大的输出差异。我们将介绍识别和处理非线性关系的重要性。 涌现性： 整体系统的行为并非简单地由个体行为的叠加构成，而是从个体互动中涌现出的新特性。我们将讨论系统动力学如何捕捉和描述这些涌现行为。 系统动力学提供了一种独特的框架来理解这些特征。本章将引导读者跳出还原论的思维，以整体的、动态的视角来审视世界。 第三章 系统动力学建模的基本原则与方法 本章是本书的核心理论基石，我们将详细介绍系统动力学建模的逻辑和步骤。 问题界定与系统边界的确定： 如何清晰地界定研究的问题，并划定系统的边界，识别需要纳入模型的主要变量和要素。 流图（Stock-and-Flow Diagram）的绘制： 这是系统动力学最直观、最核心的建模语言。我们将详细讲解存量（Stock）、流量（Flow）、辅助变量（Auxiliary Variable）和反馈回路（Feedback Loop）的含义、符号表示以及如何构建一个准确反映系统结构的流图。我们将通过多个简单但不失代表性的例子，逐步引导读者掌握流图的绘制技巧，理解变量之间的相互关系以及能量或物质在系统中的积累与流动。 因果回路图（Causal Loop Diagram）的运用： 虽然流图是定量建模的基础，但因果回路图更侧重于定性地展现系统中的因果关系和关键的反馈结构，尤其在早期探索阶段非常有价值。我们将介绍如何构建和解读因果回路图，识别“杠杆点”和“问题根源”。 变量定义与参数识别： 如何为流图中的每个变量赋予清晰的物理或概念意义，以及如何从现实世界中获取模型所需的参数值。 第二篇 建模技术与仿真实现 第四章 核心变量与方程的构建 在绘制了初步的流图之后，本章将指导读者如何将其转化为可计算的数学模型。 存量方程（Stock Equation）： 描述存量如何随时间累积或消耗，通常表示为存量的变化率等于流入的流量减去流出的流量。 流量方程（Flow Equation）： 描述流量的大小如何由系统中其他变量（存量、辅助变量、参数）决定。我们将探讨线性和非线性流量方程的构建方法。 辅助变量方程（Auxiliary Equation）： 定义用于简化模型、计算中间结果或表达特定概念的变量。 时间延迟的建模： 详细介绍多种处理时间延迟的方法，包括瞬时延迟、平均延迟和指数延迟等，以及它们在不同情境下的适用性。 第五章 建模软件的使用与仿真运行 本章将介绍主流的系统动力学建模软件，并指导读者如何利用这些工具进行模型构建和仿真。 主流建模软件介绍： （此处可以提及Vensim、Stella、AnyLogic等，根据实际情况进行选择和侧重）。我们将介绍软件的基本界面、功能以及它们在模型构建、参数设置、方程编写和图表生成方面的差异。 模型搭建实操： 以一个具体的、较为复杂的模型为例，从流图绘制到方程编写，一步步演示如何在软件中实现整个建模过程。 仿真实验的设计与执行： 讲解如何设定仿真时间、步长，并运行仿真模型。 仿真结果的可视化与分析： 如何利用软件提供的图表工具（时间序列图、XY图、表面图等）来呈现仿真结果，并对结果进行初步的解读。 第六章 模型校准与验证 一个有效的模型不仅需要能够“运行”，更需要能够“逼真”地反映真实世界的行为。本章将聚焦于模型的准确性和可靠性。 历史数据拟合： 如何使用历史数据来校准模型的参数，使其仿真结果尽可能接近历史观测值。我们将讨论不同类型的校准方法，包括手动校准和自动校准。 模型结构的验证： 验证模型结构是否合理，是否能够捕捉到关键的反馈机制和系统行为。 模型行为的验证： 验证模型在不同情境下是否能产生与现实世界相似的、可理解的行为模式，例如是否能重现已知的增长、衰减、震荡或稳态等。 敏感性分析（Sensitivity Analysis）： 探讨模型参数和结构变化对仿真结果的影响程度，识别模型中关键的驱动因素。 鲁棒性检验（Robustness Testing）： 检验模型在不同输入条件和参数取值范围内的稳健性。 第三篇 高级建模技术与应用案例 第七章 具有不确定性的系统建模 现实世界的许多系统都充满不确定性。本章将介绍如何在系统动力学模型中处理不确定性。 随机变量与概率分布： 如何引入随机变量来模拟模型中的随机因素，并使用不同的概率分布来描述其变化。 蒙特卡洛仿真（Monte Carlo Simulation）： 如何通过多次随机仿真来评估不确定性对系统结果的影响，得到结果的概率分布。 模糊逻辑在建模中的应用： 简要介绍模糊逻辑如何用于处理定性信息和模糊边界的变量。 第八章 跨尺度与跨层级的系统建模 许多复杂系统横跨不同的空间尺度和时间尺度，或者包含多个相互作用的层次。本章将探讨如何构建能够处理这类复杂性的模型。 多尺度建模的挑战与策略： 如何在同一模型中整合不同尺度的信息，例如个体行为与宏观规律的关系。 层次化建模方法： 将复杂系统分解为多个子系统，并建立它们之间的相互作用。 与其他建模方法的融合： 探讨系统动力学与 agent-based modeling（基于智能体的建模）、离散事件仿真（discrete-event simulation）等方法的结合应用。 第九章 系统动力学在工程领域的应用 本章将通过具体的工程案例，展示系统动力学在解决实际工程问题中的威力。 项目管理与资源调度： 如何利用系统动力学模型来预测项目进度、资源需求，并优化资源配置。 产品生命周期管理： 模拟产品从研发、生产、销售到淘汰的全过程，分析市场动态和竞争策略。 制造系统优化： 模拟生产线、库存管理、质量控制等，以提高生产效率和降低成本。 交通系统仿真与规划： 建模城市交通流量、拥堵情况，为交通基础设施规划提供支持。 第十章 系统动力学在社会经济与环境领域的应用 本章将展示系统动力学在理解和解决更广泛的社会、经济和环境问题中的作用。 宏观经济模型： 模拟经济增长、通货膨胀、失业率等宏观经济指标的动态演变，并分析政策干预的效果。 人口动态与城市发展： 建模人口增长、迁移、城市扩张等，为城市规划和资源分配提供参考。 环境可持续性研究： 模拟资源消耗、污染排放、生态系统变化等，评估不同发展模式对环境的影响。 公共卫生与疾病传播： 建模传染病的传播过程，评估干预措施（如疫苗接种、隔离）的效果。 第十一章 系统动力学在复杂决策支持中的应用 在不确定性和信息不完全的情况下，如何做出最优决策是一个巨大的挑战。系统动力学模型能够提供强大的支持。 情景分析（Scenario Analysis）： 构建多个未来可能的情景，并评估不同决策在这些情景下的表现。 政策模拟与评估： 模拟不同政策措施的长期影响，为政策制定者提供科学依据。 风险评估与管理： 识别潜在风险，评估其可能产生的后果，并制定应对策略。 战略规划与业务发展： 帮助企业和组织理解市场变化，预测未来趋势，并制定长期发展战略。 结束语 系统动力学是一门充满智慧的学科，它提供了一套强大的思维工具和分析方法，使我们能够以前所未有的深度和广度去理解和影响我们所处的复杂世界。本书的写作，旨在帮助读者掌握这门技术，并将其灵活运用于各自的领域，以更科学、更有效地解决实际问题。我们鼓励读者在学习理论的同时，积极动手实践，通过构建和仿真模型来加深理解，发现洞察。我们相信，通过系统动力学的学习和应用，您将能够以更敏锐的洞察力，更深刻的理解力，去拥抱和塑造我们所处的这个动态变化的世界。 附录：术语表、参考文献、常用公式汇总 （此处会包含一个详细的术语表，对书中出现的关键概念进行解释；一个全面的参考文献列表，供读者进一步深入研究；以及一些在建模过程中常用的数学公式和工具。）
我特别喜欢这本书的章节安排和内容的渐进性。它严格遵循了从简单到复杂、从静态到动态、从单回路到多回路的逻辑递进。前几章牢固地打下了时域分析的基础，然后平滑地过渡到频域分析，后者是理解系统性能和稳定裕度的核心工具。这种结构设计确保了读者在进入更抽象的状态空间理论之前，已经对系统的动态响应有了深刻的直觉。而且，作者在引入新概念时，总是会回顾前一个章节的知识点，形成一个清晰的知识网络，而不是孤立地讲解每一个定理。这种结构保证了知识的连贯性和累积性，让你感觉每学完一章，你对整个控制系统的认知水平都会有一个显著的提升，而不是仅仅掌握了一个孤立的计算技巧。这使得它非常适合作为一门大学核心课程的教材，而不是一本简单的参考手册。