自動(dòng)控制原理

內(nèi)容概要

本書系《自動(dòng)控制原理》第五版，比較全面地闡述了自動(dòng)控制的基本理論與應(yīng)用。全書共分十章，前八章著重介紹經(jīng)典控制理論及應(yīng)用，后兩章介紹現(xiàn)代控制理論中的線性系統(tǒng)理論和最優(yōu)控制理論。　　本書精選了第四版中的主要內(nèi)容，加強(qiáng)了對(duì)基本理論及其工程應(yīng)用的闡述。書中深入淺出地介紹了自動(dòng)控制的基本概念，控制系統(tǒng)在時(shí)域和復(fù)域中的數(shù)學(xué)模型及其結(jié)構(gòu)圖和信號(hào)流圖；比較全面地闡述了線性控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法、根軌跡法、頻域分析法以及校正和設(shè)計(jì)等方法；對(duì)線性離散系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、數(shù)學(xué)模型、穩(wěn)定性及穩(wěn)態(tài)誤差、動(dòng)態(tài)性能分析以及數(shù)字校正等問題，進(jìn)行了比較詳細(xì)的討論；在非線性控制系統(tǒng)分析方面，給出了相平面和描述函數(shù)兩種常用的分析方法，對(duì)目前應(yīng)用日益增多的非線性控制的逆系統(tǒng)方法也作了較為詳細(xì)的介紹；最后兩章根據(jù)高新技術(shù)發(fā)展的需要，系統(tǒng)地闡述了線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合，以及動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的最優(yōu)控制等方法。書末給出的三個(gè)附錄，可供讀者在學(xué)習(xí)中查詢?！　∨c本書配套的課件《自動(dòng)控制原理電子版5.0》（科學(xué)出版社，2007），利于滿足教學(xué)需要。此外，與本書配套的教材《自動(dòng)控制原理習(xí)題解析》（ 科學(xué)出版社，2007），其中附贈(zèng)光盤《MATLAB輔助分析與設(shè)計(jì)軟件1.0》。　　本書1985年被評(píng)為航空工業(yè)部?jī)?yōu)秀教材，1988年被評(píng)為全國(guó)優(yōu)秀教材， 1993年起三次獲得國(guó)家級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，2006年被批準(zhǔn)列為普通高等教育 “十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材?！　”緯勺鳛楦叩裙I(yè)院校自動(dòng)控制、工業(yè)自動(dòng)化、電氣自動(dòng)化、儀表及測(cè)試、機(jī)械、動(dòng)力、冶金等專業(yè)的教科書，亦可供從事自動(dòng)控制類的各專業(yè)工程技術(shù)人員自學(xué)參考。

作者簡(jiǎn)介

胡壽松，1937年生于南京，1960年畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)自動(dòng)控制系，長(zhǎng)期致力于控制理論與應(yīng)用的研究和教學(xué)，現(xiàn)任南京航空航天大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。近年來，主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目6項(xiàng)，省部級(jí)科研項(xiàng)目8項(xiàng)，發(fā)表論文200余篇；自1961年起一直擔(dān)任“自動(dòng)控制原理”課程

書籍目錄

第五版前言第一章 自動(dòng)控制的一般概念　1-1 自動(dòng)控制的基本原理與方式　1-2 自動(dòng)控制系統(tǒng)示例　1-3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類　1-4 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求　1-5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)工具　習(xí)題第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型　2-1 控制系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型　2-2 控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型　2-3 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖　2-4 控制系統(tǒng)建模實(shí)例　習(xí)題第三章 線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法　3-1 系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的性能指標(biāo)　3-2 一階系統(tǒng)的時(shí)域分析　3-3 二階系統(tǒng)的時(shí)域分析　3-4 高階系統(tǒng)的時(shí)域分析　3-5 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析　3-6 線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算　3-7 控制系統(tǒng)時(shí)域設(shè)計(jì)　習(xí)題第四章 線性系統(tǒng)的根軌跡法　4-1 根軌跡法的基本概念　4-2 根軌跡繪制的基本法則　4-3 廣義根軌跡　4-4 系統(tǒng)性能的分析　4-5 控制系統(tǒng)復(fù)域設(shè)計(jì)　習(xí)題第五章 線性系統(tǒng)的頻域分析法　5-1 頻率特性　5-2 典型環(huán)節(jié)與開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性　5-3 頻率域穩(wěn)定判據(jù)　5-4 穩(wěn)定裕度　5-5 閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)　5-6 控制系統(tǒng)頻域設(shè)計(jì)　習(xí)題第六章 線性系統(tǒng)的校正方法　6-1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問題　6-2 常用校正裝置及其特性　6-3 串聯(lián)校正　6-4 反饋校正　6-5 復(fù)合校正　6-6 控制系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)　習(xí)題第七章 線性離散系統(tǒng)的分析與校正　7-1 離散系統(tǒng)的基本概念　7-2 信號(hào)的采樣與保持　7-3 z變換理論　7-4 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型　7-5 離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差　7-6 離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析　7-7 離散系統(tǒng)的數(shù)字校正　7-8 離散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)　習(xí)題第八章 非線性控制系統(tǒng)分析　8-1 非線性控制系統(tǒng)概述　8-2 常見非線性特性及其對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的影響　8-3 相平面法　8-4 描述函數(shù)法　8-5 非線性控制的逆系統(tǒng)方法　8-6 非線性控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)　習(xí)題第九章 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合　9-1 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述　9-2 線性系統(tǒng)的可控性與可觀測(cè)性　9-3 線性定常系統(tǒng)的反饋結(jié)構(gòu)及狀態(tài)觀測(cè)器　9-4 李雅普諾夫穩(wěn)定性分析　9-5 控制系統(tǒng)狀態(tài)空間設(shè)計(jì)　習(xí)題第十章 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的最優(yōu)控制方法　10-1 最優(yōu)控制的一般概念　10-2 最優(yōu)控制中的變分法　10-3 極小值原理及其應(yīng)用　10-4 線性二次型問題的最優(yōu)控制　10-5 動(dòng)態(tài)規(guī)劃　10-6 控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)　習(xí)題參考文獻(xiàn)附錄A 傅里葉變換和拉普拉斯變換附錄B 矩陣微分法附錄C MATLAB輔助分析與設(shè)計(jì)法

章節(jié)摘錄

第一章 自動(dòng)控制的一般概念　　1-1 自動(dòng)控制的基本原理與方式　　1．自動(dòng)控制技術(shù)及其應(yīng)用在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的眾多領(lǐng)域中，自動(dòng)控制技術(shù)起著越來越重要的作用。所謂自動(dòng)控制，是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置（稱控制裝置或控制器），使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程（統(tǒng)稱被控對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。例如，數(shù)控車床按照預(yù)定程序自動(dòng)地切削工件；化學(xué)反應(yīng)爐的溫度或壓力自動(dòng)地維持恒定；雷達(dá)和計(jì)算機(jī)組成的導(dǎo)彈發(fā)射和制導(dǎo)系統(tǒng)，自動(dòng)地將導(dǎo)彈引導(dǎo)到敵方目標(biāo)；無(wú)人駕駛飛機(jī)按照預(yù)定航跡自動(dòng)升降和飛行；人造衛(wèi)星準(zhǔn)確地進(jìn)入預(yù)定軌道運(yùn)行并回收等，這一切都是以應(yīng)用高水平的自動(dòng)控制技術(shù)為前提的。近幾十年來，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在宇宙航行、機(jī)器人控制、導(dǎo)彈制導(dǎo)以及核動(dòng)力等高新技術(shù)領(lǐng)域中，自動(dòng)控制技術(shù)更具有特別重要的作用。不僅如此，自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用范圍現(xiàn)已擴(kuò)展到生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)管理和其他許多社會(huì)生活領(lǐng)域中，自動(dòng)控制已成為現(xiàn)代社會(huì)活動(dòng)中不可缺少的重要組成部分?！　?．自動(dòng)控制科學(xué)自動(dòng)控制科學(xué)是研究自動(dòng)控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)。它的誕生與發(fā)展源于自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用。最早的自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，可以追溯到公元前我國(guó)古代的自動(dòng)計(jì)時(shí)器和漏壺指南車，而自動(dòng)控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用則開始于歐洲工業(yè)革命時(shí)期。英國(guó)人瓦特在發(fā)明蒸汽機(jī)的同時(shí)，應(yīng)用反饋原理，于1788年發(fā)明了離心式調(diào)速器。當(dāng)負(fù)載或蒸汽供給量發(fā)生變化時(shí)，離心式調(diào)速器能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)汽閥門的開度，從而控制蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速。1868年，以離心式調(diào)速器為背景，物理學(xué)家麥克斯韋爾研究了反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，發(fā)表了“論調(diào)速器”論文。隨后，源于物理學(xué)和數(shù)學(xué)的自動(dòng)控制原理開始逐步形成。1892年，俄國(guó)學(xué)者李雅普諾夫發(fā)表了“論運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的一般問題”的博士論文，提出了李雅普諾夫穩(wěn)定性理論。20世紀(jì)10年代，PID控制器出現(xiàn)，并獲得廣泛應(yīng)用。1927年，為了使廣泛應(yīng)用的電子管在其性能發(fā)生較大變化的情況下仍能正常工作，反饋放大器正式誕生。從而，確立了“反饋”在自動(dòng)控制技術(shù)中的核心地位，并且有關(guān)系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能品質(zhì)分析的大量研究成果也應(yīng)運(yùn)而生。

編輯推薦

《自動(dòng)控制原理》（第5版）在第四版的基礎(chǔ)上，突出了工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用，并引入了MATLAB軟件包應(yīng)用技術(shù)，加強(qiáng)了系統(tǒng)建模的內(nèi)容，增加了目前應(yīng)用日益增多的PID魯棒控制、內(nèi)?？刂啤⒆钚」?jié)拍響應(yīng)控制、前置濾波器控制、經(jīng)典與現(xiàn)代方法相結(jié)合的優(yōu)化控制等內(nèi)容，此外配套出版了《自動(dòng)控制原理習(xí)題解析》和《自動(dòng)控制原理電子版5.0》光盤及《MATLAB輔助分析與設(shè)計(jì)軟件1.0》光盤，以利于讀者掌握和發(fā)展控制理論與應(yīng)用技術(shù)并獲得升華。

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