ZhaoyongLiu / Books-on-automatic-control

Books-on-automatic-control 控制科学与工程学科是一门交叉学科，涉及数学、物理、机械、计算机、通信、电子电气和航空航天等领域的知识，其核心是各种基于数学和物理的控制、优化等基础理论，在国防、工业、农业、交通、生物、医学、经济等领域中具有十分重要的作用。控制科学与工程包含控制理论与控制工程、模式识别与智能系统、导航制导与控制、检测技术与自动化装置和系统工程等二级学科，在本科阶段叫作自动化。作为一个自动化相关的科研、从业人员，除了学习各类赖以生存的显式技能、锻炼核心的竞争能力之外，还应当打牢相应的学科基础，从而有一个长远的发展（Bottom-up），正所谓 “行稳健，方致远”。下面列出的是我在南理工学习过程中整理的一份书单，并提供了电子书（仅交流学习使用），供大家参考。 _注：本书单是在自动化本、硕、博培养计划（以南理工为例）基础上的一个扩充，大家可以根据任务以及需求导向的方式（Top-down）进行学习（例如根据当下的比赛、科研项目等要求，边做边学）。在学习过程中，我们既要理解我们所研究的物理对象（基于物理、数据等知识进行数学建模），搞清楚我们可采用的控制手段（包括使用什么样的传感器、控制器和执行器），又要弄清楚所采用的控制及优化算法的数学原理、适用范围和优缺点，最关键的是要具备相应的理论推导、代码实现（电路设计、机械设计、实物验证）的能力，最终的目的是更好地解决实际问题（从实践中发展理论、用实践去检验理论、用理论指导和解决实际问题）。_ | 年级 | 主干课程 | 选修课程 | 综合课程 | 学科竞赛 | | :-----: | :----: | :----: | :----: | :----: | | 大一上 | 工程制图、计算机导论、C语言程序设计、高等数学(I)、大学英语(I) | 引导性物理实验 | 职业生涯规划 | | 大一下 | 线性代数、高等数学(II)、大学物理(I)、大学物理实验(I)、大学英语(II) | 空间电子技术与天文史话、工程领域中的数学问题(矩阵在密码学中的应用) | 创业教育 | 江苏省高数竞赛 | | 大二上 | 理论力学、大学物理(II)、大学物理实验(II)、软件技术基础(数据结构)、电路、工程数学(复变函数与积分变换) | Java程序设计、控制学科前沿讲座、工程文化 | 管理学原理、金工实习 | 南理工大物竞赛 | | 大二下 | 模电、数电、数据通信与网络、概统、自动控制元件(控制电机) | 网页设计(HTML、CSS、JavaScript) | 电工电子综合实验(三相电路设计与Multisim仿真)、电工实习、科研训练 | 江苏省大学生机器人大赛(无人车多车交互)| | 大三上 | 高频电子线路、传感器与检测技术(电阻、电容、电感式传感器检测电路设计)、嵌入式控制系统及应用(自主移动AGV控制系统设计)、电力电子技术、控制工程基础(模拟控制电路搭建)、微机原理与接口技术(汇编语言编程) | 多媒体技术基础(无损压缩算法、数字声音编码、数字图像与电视基础、光盘存储器与多媒体通信系统)、PCB设计| EDA设计(放大电路与阶梯波发生器电路设计及其Multisim仿真)、电工电子综合实验(数字时钟设计)、Matlab控制系统计算机辅助设计(三容水箱液位控制) | | 大三下 | 过程控制(基于C语言的单容水箱液位控制)、运动控制(电机伺服控制)、PLC原理及应用(西门子S7-200)、现代控制理论(基于Simulnk的倒立摆实物LQR控制)| 控制系统综合课程设计(基于卡尔曼滤波的飞行目标状态估计)、建模与辨识基础(伪随机信号生成、最小二乘参数辨识)、无人机控制技术(多旋翼无人机的建模、控制与状态估计) | 就业指导 | | 大四上 | 最优控制(垂直起降VTOL飞行器的最优控制)、数字信号处理 | 模糊控制(基于Simulnk的倒立摆实物模糊控制)、航天器控制技术(航天器轨道力学与位姿控制、火箭与运载工具)、数字图像处理 | EDA综合实验(基于FPGA的自动贩卖机设计)、嵌入式控制系统综合实验(基于Linux系统的交通灯设计)、控制系统案例分析(混沌、时滞、多智能体、Petri网) 、毕业实习(基于树莓派的两轮车自平衡与轨迹跟踪控制)| 江苏省大学生机器人大赛(格斗搏击)| | 大四下 | | | 毕业设计(室外越野机器人的软件与控制算法设计) | 全国大学生恩智浦杯智能汽车竞赛(室外电磁组)| | 研一上 | 线性系统理论、高等工程数学(矩阵论、优化理论)、控制理论中的矩阵代数(高等代数、矩阵分析)、人工智能原理与方法、硕士英语 | 现代分析基础(泛函分析)、非线性系统与调节理论(Quanser Aero 二旋翼飞行器的输出调节)、图像分析基础 | | | 研一下 | 机器人控制理论与技术(感知、定位、规划、控制、Ros)、智能信息处理技术(神经、进化与模糊计算、数据融合、智能优化算法) | 混杂系统、网络系统的信息处理技术(存储、检索、计算、安全)、现代测量技术与误差分析、模型降阶、有限时间观测理论 | 网络工程实验(局域网组网) |泰迪杯数据挖掘挑战赛(电力巡检智能缺陷检测）、华为杯研究生数学建模竞赛(辛烷值损失预测模型)| | 博一上 | 机器学习(医学图像病变检测)、非线性系统(稳定性、微分几何、反馈线性化)、学术英语写作 | 二外法语 | | | 博一下 | 模式识别(遥感图像变化检测)、深度学习神经网络(人体运动位姿预测) 、导航系统理论与方法| | | 一、逻辑学 (现代科学的基石) [1] 吴军. 逻辑学通识讲义[M]. 北京：新星出版社，2025. [2] K. H. Rosen. Discrete Mathematics and Its Applications[M]. New York: McGraw-Hill，2012. 二、数学 (控制算法的核心与灵魂) • 分析学 1.1 数学分析 [1] 华东师范大学数学系. 数学分析--上册[M]. 北京：高等教育出版社，2010. [2] 华东师范大学数学系. 数学分析--下册[M]. 北京：高等教育出版社，2010. 1.2 实分析 [1] 曹广福. 实变函数与泛函分析--上册[M]. 北京：高等教育出版社，2011. [2] E. M. Stein, R. Shakarchi. 实分析[M]. 叶培新，等，译. 北京：机械工业出版社，2005. [3] 陶哲轩. Analysis[M]. 王昆杨，译. 北京：人民邮电出版社，2008. [4] 程其襄，张奠宙，胡善文，薛以锋. 实变函数与泛函分析基础[M]. 北京：高等教育出版社，2019. [5] 周民强. 实变函数论[M]. 北京：北京大学出版社，2016. [6] 徐森林，薛春华. 实变函数论[M]. 北京：高等教育出版社，2009. 1.3 复分析 [1] L. V. Ahlfors. 复分析[M]. 赵志勇，等，译. 北京：机械工业出版社，2005. [2] E. M. Stein, R. Shakarchi. 复分析[M]. 刘真真，等，译. 北京：机械工业出版社，2017. [3] 西安交大高数教研室. 工程数学--复变函数[M]. 北京：高等教育出版社，2011. 1.4 泛函分析 [1] 张恭庆，林源渠. 泛函分析讲义--上册[M]. 北京：北京大学出版社，2004. [2] 孙炯，贺飞，郝晓玲，王万义，赫建文. 泛函分析[M]. 北京：高等教育出版社，2018. 1.5 矩阵分析 [1] 史荣昌，魏丰. 矩阵分析[M]. 北京：北京理工大学出版社，2010. 1.6 概率论与数理统计 [1] 茆诗松，程依明，濮晓龙. 概率论与数理统计教程[M]. 北京：高等教育出版社，2019. [2] 刘力维，李建军，陆中胜，谢建春. 概率论与数理统计[M]. 北京：高等教育出版社，2010. 1.7 随机过程 [1] 陆大䋮，张颢. 随机过程及其应用[M]. 北京：清华大学出版社，2010. [2] A. Papoulis, S. U. Pillai. 概率、随机变量与随机过程[M]. 保诤，等，译. 西安：西安交通大学出版社，2012. [3] 刘次华. 随机过程[M]. 武汉：华中科技大学出版社，2014. [4] S. M. Ross. 概率模型导论[M]. 龚光鲁，译. 北京：人民邮电出版社，2007. [5] 方兆本，缪柏其. 随机过程[M]. 北京：科学出版社，2011. 1.8 凸优化 [1] S. Boyd, L. Vandenberghe. 凸优化[M]. 王书宁，等，译. 北京：清华大学出版社，2013. 1.9 数学模型 [1] 姜启源，谢金星，叶俊. 数学模型[M]. 北京：高等教育出版社，2018. [2] 司守奎，孙兆亮. 数学建模算法与应用[M]. 北京：国防工业出版社，2015. [3] 卓金武. MATLAB在数学建模中的应用[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2011. 1.10 数值分析 [1] 喻文健. 数值分析与算法[M]. 北京：清华大学出版社，2020. [2] 夏省祥，于正文. 常用数值算法及其MATLAB实现[M]. 北京：清华大学出版社，2014. [3] A. Greenbaum, T. P. Chatier. 数值方法--设计、分析和算法实现[M]. 吴兆金，等，译. 北京：机械工业出版社，2016. [4] 张宏伟，金光日，施吉林，董波. 计算机科学计算[M]. 北京：高等教育出版社，2013. [5] 李庆杨，王能超，易大义. 数值分析[M]. 北京：清华大学出版社，2008. 1.11 积分变换 [1] 张元林. 工程数学--积分变换[M]. 北京：高等教育出版社，2012. 1.12 常微分方程 [1] 张伟年，杜正东，徐冰. 常微分方程[M]. 北京：高等教育出版社，2014. 1.13 泛函微分方程 [1] 内藤敏机，原惟行，日野义之，宫崎伦子. 时滞微分方程：泛函微分方程引论[M]. 马万彪，等，译. 北京：科学出版社，2013. [2] Jack K. Hale, Sjoerd M. Verduyn Lunel. Introduction to Functional Differential Equations[M]. New York: Springer, 1993. • 代数学 2.1 不等式 [1] 匡继昌. 常用不等式[M]. 济南：山东科学技术出版社，2004. 2.2 高等代数 [1] 姚慕生，吴泉水，谢启鸿. 高等代数学[M]. 上海：复旦大学出版社，2014. • 几何学 3.1 解析几何 [1] 丘维声. 解析几何[M]. 北京：北京大学出版社，2015. 3.2 点集拓扑 [1] 熊金城. 点集拓扑讲义[M]. 北京：高等教育出版社，2011. [2] M. A. Armstrong. 基础拓扑学[M]. 孙以丰，译. 北京：人民邮电出版社，2010. [3] J. R. Munkres. 拓扑学[M]. 熊金城，等，译. 北京：机械工业出版社，2006. 3.3 微分几何 [1] 彭家贵，陈卿. 微分几何[M]. 北京：高等教育出版社，2002. [2] M. Berger, B. Gostiaux. 微分几何--流形、曲线和曲面[M]. 王耀东，译. 北京：高等教育出版社，2009. [3] M. P. do Carmo. 曲线与曲面的微分几何[M]. 田畴，等，译. 北京：机械工业出版社，2005. • 离散数学 [1] K. H. Rosen. Discrete Mathematics and Its Applications[M]. New York: McGraw-Hill，2012. • 数学史 [1] 张奠宙. 20世纪数学经纬[M]. 上海：华东师范大学出版社，2002. 三、物理 (控制对象的表征与原理) • 基础物理 [1] 张三慧. 大学物理学--力学、热学[M]. 北京：清华大学出版社，2008. [2] 张三慧. 大学物理学--电磁学[M]. 北京：清华大学出版社，2008. [3] 张三慧. 大学物理学--光学、量子物理[M]. 北京：清华大学出版社，2008. [4] E. Hecht. 光学[M]. 秦克诚，等，译. 北京：电子工业出版社，2019. • 应用物理 [1] C. Kittel. 固体物理导论[M]. 项金钟，等，译. 北京：化学工业出版社，2005. [2] 阎守胜. 固体物理基础[M]. 北京：北京大学出版社，2011. [3] 刘恩科，朱秉升，罗晋生. 半导体物理学[M]. 北京：电子工业出版社，2017. • 工程力学 [1] 周衍柏. 理论力学教程[M]. 北京：高等教育出版社，2013. • 物理学史 [1] 吴宗汉，周雨青. 物理学史与物理学思想方法论[M]. 北京：清华大学出版社，2007. 四、机械 (控制对象的实现载体) • 机械工程导论 [1] 崔玉洁，石璞，化建宁. 机械工程导论[M]. 北京：清华大学出版社，2013. • 工程图学 [1] 李东生，李建新. 工程制图及CAD[M]. 北京：机械工业出版社，2018. • 机械原理 [1] 孙恒，陈作模，葛文杰. 机械原理[M]. 北京：高等教育出版社，2013. • 机械设计 [1] 濮良贵，陈国定，吴立言. 机械设计[M]. 北京：高等教育出版社，2019. • 机械制造 [1] 卢秉恒. 机械制造技术基础[M]. 北京：机械工业出版社，2007. [2] 吴鸿，李衡. 金工实训基础教程[M]. 北京：机械工业出版社，2018. • 机电传动 [1] 凌永成. 机电传动控制[M]. 北京：机械工业出版社，2017. • 液压与气压传动 [1] 杨晓宇. 液压与气压传动控制技术[M]. 北京：机械工业出版社，2017. [2] 陈清奎. 液压与气压传动[M]. 北京：机械工业出版社，2017. • 仿生机械学 [1] 张春林，赵自强. 仿生机械学[M]. 北京：机械工业出版社，2018. • 有限元、SolidWorks、ADAMS [1] R. D. Cook, D. S. Malkus, M. E. Plesha…