自動控制原理

內容概要

　　本書在哈爾濱工業(yè)大學“自動控制原理”課程歷屆教材的基礎上編寫，并在榮獲普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材之后進行了修訂。本書內容包括系統(tǒng)的數學模型、時域分析、根軌跡、頻域特性法、典型非線性環(huán)節(jié)、計算機控制系統(tǒng)、現代控制理論。最后按照全書內容逐章介紹MATLAB的應用，包括系統(tǒng)分析、設計和仿真框圖等。
　　本書可以作為高等院?！白詣涌刂圃怼闭n程（50～90學時）的教材，適用于電氣、自動化、電子、信息與通信、計算機、機械、航天工程、光學工程、動力機械以及工商管理等專業(yè)，也可供從事控制工程的技術人員參考。
　　本書配有多媒體課件，可免費提供給用書教師。

書籍目錄

第二版前言
第一版前言
第一章　自動控制概述
　1.1　引言
　1.2　自動控制系統(tǒng)的初步概念
　1.3　自動控制系統(tǒng)的分類
　1.4　控制系統(tǒng)的組成及對控制系統(tǒng)的基本要求
　習題
第二章　系統(tǒng)的數學模型
　2.1　控制系統(tǒng)微分方程的建立
　2.2　傳遞函數
　2.3　控制系統(tǒng)的框圖和傳遞函數
　2.4　非線性方程的線性化
　習題
第三章　控制系統(tǒng)的時域分析法
　3.1　引言
　3.2　一階系統(tǒng)的時域分析
　3.3　二階系統(tǒng)的時域分析
　3.4　高階系統(tǒng)的時間響應概述
　3.5　控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
　3.6　控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
　3.7　復合控制
　習題
第四章　根軌跡法
　4.1　根軌跡的初步概念
　4.2　繪制根軌跡的基本規(guī)則
　4.3　按根軌跡分析控制系統(tǒng)
　習題
第五章　頻率特性法
　5.1　頻率特性的初步概念
　5.2　頻率特性的圖形
　5.3　Nyquist穩(wěn)定判據
　5.4　控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性
　5.5　閉環(huán)頻率特性圖
　5.6　頻率特性與控制系統(tǒng)性能的關系
　5.7　控制系統(tǒng)設計的初步概念
　5.8　PID控制器簡述
　5.9　超前補償
　5.10　滯后補償
　5.11　滯后超前補償
　5.12　串聯補償網絡的期望幅頻特性設計方法
　5.13　反饋補償
　5.14　電子放大器的數學模型與補償方法
　習題
第六章　典型非線性環(huán)節(jié)及其對系統(tǒng)的影響
　6.1　概述
　6.2　描述函數法
　習題
第七章　計算機控制系統(tǒng)
　7.1　計算機控制系統(tǒng)概述
　7.2　A/D轉換與采樣定理
　7.3　D/A轉換
　7.4　z變換
　7.5　z傳遞函數
　7.6　線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性
　7.7　線性離散系統(tǒng)的時域分析
　7.8　數字控制器的模擬化設計
　習題
第八章　現代控制理論基礎
　8.1　狀態(tài)空間法的基本概念
　8.2　線性定常系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式的建立
　8.3　由狀態(tài)空間表達式求傳遞函數
　8.4　線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
　8.5　線性定常離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式
　8.6　李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
　8.7　線性系統(tǒng)的可控性與可觀測性
　8.8　線性系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與極點配置
　8.9　狀態(tài)觀測器
　8.10　二次型性能指標的最優(yōu)控制
　習題
第九章　基于MATLAB的系統(tǒng)分析、設計與仿真
　9.1　引言
　9.2　系統(tǒng)的初步概念與數學模型
　9.3　系統(tǒng)的時域分析法
　9.4　根軌跡
　9.5　頻率特性
　9.6　典型非線性環(huán)節(jié)
　9.7　計算機控制系統(tǒng)
　9.8　狀態(tài)空間法
附錄一　拉普拉斯變換的基本特性
附錄二　拉氏變換-z變換表
附錄三　常用補償網絡
附錄四　本書所用的MATLAB命令
參考文獻

章節(jié)摘錄

第一章 自動控制概述1.1 引言過去的一百年是科學和工程技術發(fā)展最迅速的一個世紀。人類的許多希望和夢想，被科學和技術變成現實；其中，自動控制技術所取得的成就和起到的作用給各行各業(yè)的人們留下了深刻的印象。從最初的機械轉速、位移的控制到工業(yè)過程中溫度、壓力、流量、物位的控制，從遠洋巨輪到深水潛艇的控制，從電動假肢到機器人的控制，自動控制技術的應用幾乎無處不在。從電氣、機械、航空、化工、核反應到經濟管理、生物工程，自動控制理論和技術已經介入到許多學科，滲透到各個工程領域。所以，大多數工程技術人員和科學工作者都希望具備一定的自動控制知識，以能夠設計自動控制系統(tǒng)。自動控制原理主要講述自動控制的基本理論和分析、設計控制系統(tǒng)的基本方法?？刂圃戆ń浀淇刂评碚摵同F代控制理論。經典控制理論主要以傳遞函數為工具和基礎，以頻域法和根軌跡法為核心，研究單變量控制系統(tǒng)的分析和設計。經典控制理論在20世紀50年代就已經發(fā)展成熟，至今在工程實踐中仍得到廣泛的應用?，F代控制理論從1960年開始得到迅速發(fā)展。它以狀態(tài)空間方法作為標志和基礎，研究多變量控制系統(tǒng)和復雜系統(tǒng)的分析和設計，以便滿足軍事、空間技術和復雜的工業(yè)領域對精度、速度、重量、加速度、成本等的嚴格要求。1.2　自動控制系統(tǒng)的初步概念所謂自動控制就是在沒有人直接操作的情況下，通過控制器使一個裝置或過程（統(tǒng)稱為控制對象）自動的按照給定的規(guī)律運行，使被控變量能按照給定的規(guī)律變化。系統(tǒng)是指按照某些規(guī)律結合在一起的物體（元部件）的組合，它們互相作用、互相依存，并能完成一定的任務。能夠實現自動控制的系統(tǒng)就可稱為自動控制系統(tǒng)。

編輯推薦

《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材:自動控制原理(第2版)》從工程應用的角度，闡述了自動控制的基本概念、基本原理和基本方法。充分考慮到各專業(yè)的需求和特點，注重簡明扼要、通俗易懂。 全書設有“基于MATLAB的系統(tǒng)分析、設計和仿真”一章。內容包括MATLAB在前述各章中的應用，包括程序和仿真框圖。作者梅曉榕力圖使控制原理的學習和教學擺脫繁瑣的手工計算，同時通過大量的仿真使學生對基本原理和方法有更深刻的認識和更深入的理解。

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