《自动控制原理》是胡寿松教授编著的经典教材,其第四版深入浅出地讲解了自动控制领域的核心概念和理论。这本书对于理解和掌握控制系统的设计、分析和优化至关重要,不仅适用于高等教育的自动化及相关专业学生,也是工程技术人员的重要参考书籍。
在经典控制理论部分,书中首先介绍了控制系统的基本概念,如系统的模型化,包括传递函数、状态空间模型等。这部分内容旨在建立控制系统数学描述的基础,以便后续进行动态分析和设计。接着,胡寿松教授详细阐述了稳定性理论,包括劳斯-赫维茨判据和根轨迹法,这些都是分析系统稳定性的主要工具。此外,他还讨论了频率域分析,如奈奎斯特稳定判据和伯德图,这些方法在实际工程中用于评估系统的频率响应特性。
在控制系统设计方面,书中重点讲解了校正技术,如超前、滞后、PID控制器等,以及如何通过这些校正手段改善系统性能,例如提高稳定裕度、减小超调、改善响应速度等。这部分内容涵盖了串联校正、反馈校正等多种设计策略,对于理解控制系统优化具有重要意义。
进入现代控制理论,胡寿松教授介绍了线性系统理论,包括状态反馈、观测器设计以及状态估计等,这些都是现代控制工程中不可或缺的部分。状态空间法的引入使得系统设计更为灵活,能够处理高阶和多输入多输出(MIMO)系统。同时,书中还涉及了李雅普诺夫稳定性理论,为系统分析提供了新的视角。
关于最优控制理论,胡寿松教授探讨了拉格朗日乘子法、哈特曼-格罗布曼定理以及动态规划等方法,这些内容在解决最优控制问题时发挥关键作用,如最小时间控制、最小能耗控制等。
《自动控制原理》(胡寿松4版)是一本覆盖自动控制领域经典与现代理论的综合教材,它为读者提供了坚实的理论基础,并将理论与实践紧密结合,帮助读者解决实际控制系统设计中的各种问题。无论是学术研究还是工程实践,这都是一本极具价值的参考资料。