自動控制原理

前言

　　近年來。在一些高等院校．非自動化類工科專業(yè)相繼開設了自動控制原理課程．且逐漸成為許多工科專業(yè)的技術基礎課。為滿足其教學的需要并根據(jù)普通高等教育”十一五”國家級規(guī)劃教材的要求。我們特修訂編寫了供非自動化類工科專業(yè)選用的《自動控制原理》（第二版）這本教材?！　∽詣涌刂圃硎且婚T工程性很強的專業(yè)基礎課．為使學生通過閱讀本書。能夠正確理解有關控制理論的基本概念，掌握分析自動控制系統(tǒng)性能的基本方法。并初步具備綜合設計較簡單的自動控制系統(tǒng)的能力。本書不盲目追求理論體系的完整與內(nèi)容的全面詳盡。而是偏重于內(nèi)容的精練。著眼于運用自動控制理論的基本規(guī)律和基本方法。解決一些實際工程應用問題能力的培養(yǎng)?！　∧壳啊H上許多新版控制理論書籍。都把MATLAB作為一種工具語言。用于控制系統(tǒng)分析、設計和系統(tǒng)仿真研究。取得了很好的效果。我國高等院校也開始重視MATLAB的工程應用。本書也融入了MATLAB語言的應用，在一些主要章節(jié)里的部分問題采用了MATLAB求解。本書沒有涉及有關MATLAB的預備知識。為了強化對學生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，在書中部分章節(jié)內(nèi)增加了有關工程實際應用方面的例題?！　”緯诒本┖娇蘸教齑髮W本科非自動化類專業(yè)高年級自動控制原理課上進行過多次教學實踐。如果本書作為32學時一學期的課程教材，可以講授前6章的主要內(nèi)容。如果把本書作為64學時的雙學期課程教材，則本書中的全部內(nèi)容均可講授。在教學的過程中。各有關專業(yè)可按具體的教學大綱取舍講授內(nèi)容。只要靈活地刪除部分內(nèi)容即可。

內(nèi)容概要

　　《自動控制原理》為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，第一版于2005年被評為北京市精品教材?！蹲詣涌刂圃怼肥菫榉亲詣踊悺⒐た聘吣昙墝W生編寫的教材，簡練地論述了連續(xù)控制系統(tǒng)的分析和綜合研究方法，包括系統(tǒng)數(shù)學模型的建立和動態(tài)結構圖等效變換法則，利用經(jīng)典控制理論的時域分析法、復域分析法、頻域分析孽對控制系統(tǒng)進行分析，應用串聯(lián)校正、反饋校正和前饋校正進行系統(tǒng)的設計和補償。同時闡述了采樣控制系箏的分析和綜合方法，并對控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析法及能控性和能觀測性進行了論述。書中部分章節(jié)適當增加了MATLAB應用的內(nèi)容?！蹲詣涌刂圃怼愤m合高年級本科生、研究生和工程技術人員使用。

書籍目錄

第1章 緒論1-1 自動控制系統(tǒng)的基本概念和發(fā)展簡史1-2 自動控制的基本方式1-3 自動控制系統(tǒng)的性能要求1-4 自動控制系統(tǒng)示例小結習題第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型2-1 拉氏變換2-2 傳遞函數(shù)2-3 動態(tài)結構圖及其等效變換2-4 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)2-5 自動控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)2-6 MATLAB的應用2-7 示例——磁盤驅動讀取系統(tǒng)小結習題第3章時域分析法3-1 典型輸入信號及性能指標3-2 一階系統(tǒng)分析3-3 二階系統(tǒng)分析3-4 高階系統(tǒng)分析3-5 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析3-6 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度分析3-7 MATLAB的應用小結習題第4章 復域分析法——根軌跡法4-1 根軌跡的基本概念4-2 繪制根軌跡圖的基本法則4-3 利用根軌跡分析系統(tǒng)的動態(tài)性能4-4 廣義根軌跡4-5 用MATLAB繪制根軌跡小結習題第5章 頻域分析法——頻率法5-1 頻率特性5-2 典型環(huán)節(jié)的頻率特性5-3 控制系統(tǒng)開環(huán)頻率特性5-4 穩(wěn)定判據(jù)及穩(wěn)定裕度5-5 閉環(huán)頻域性能指標及時域性能指標的估算5-6 系統(tǒng)開環(huán)頻率特性三頻段概念5-7 用實驗法求傳遞函數(shù)5-8 利用MATLAB分析系統(tǒng)穩(wěn)定性小結習題第6章自動控制系統(tǒng)的設計與校正6-1 控制系統(tǒng)的設計步驟6-2 性能指標與系統(tǒng)設計的基本思路6-3 基本控制規(guī)律6-4 常用串聯(lián)校正網(wǎng)絡6-5 常用的串聯(lián)校正方法6-6 反饋校正6-7 復合校正6-8 控制系統(tǒng)設計實例小結習題第7章 采樣數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)分析7-1 概述7-2 信號的采樣與保持7-3 Z變換與Z反變換7-4 脈沖傳遞函數(shù)7-5 采樣數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)的性能分析小結習題第8章 狀態(tài)空間分析法8-1 概述8-2 動態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)空間表示法8-3 多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式和傳遞矩陣8-4 線性系統(tǒng)能控性和能觀測性小結習題附錄自動控制原理實驗測試方法概述實驗一 一、二階系統(tǒng)的電子模擬及時域響應的動態(tài)測試實驗二 頻率響應測試實驗三 控制系統(tǒng)串聯(lián)校正實驗四 采樣系統(tǒng)實驗研究部分習題答案參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：在自動控制系統(tǒng)中，被控量是要求嚴格加以控制的物理量，它可以是一個恒定值，如溫度、壓力、轉速等；也可以是一個變量，如飛機、導彈的飛行軌跡。作為對被控對象施加控制作用的控制裝置，可以采用不同的原理和方式完成賦予的任務。其中，最基本的控制原理就是反饋控制原理?；诜答伩刂圃斫M成的控制系統(tǒng)稱為反饋控制系統(tǒng)。在反饋控制系統(tǒng)中，控制裝置對被控對象施加控制作用，而控制裝置接受的信號是被控量的反饋信號與給定值相比較產(chǎn)生的偏差，根據(jù)偏差值的大小產(chǎn)生控制作用，實現(xiàn)控制任務。這就是反饋控制的工作原理。反饋控制在現(xiàn)代工業(yè)和社會生活中的應用十分普遍。理論上講，人體本身就是一個具有高度復雜控制能力的反饋控制系統(tǒng)，人們平日任何最簡單的活動都體現(xiàn)著反饋控制原理。例如，如果將駕駛一輛汽車視為一個反饋系統(tǒng)，對其進行分析，首先，人要用眼睛連續(xù)目測預定的行車路線，并將信息輸入大腦（給定值）。然后與實際測量的行車路線相比較，獲得行駛偏差，通過手來操作方向盤，調節(jié)汽車使其按照預定行車路線行駛，如圖1-2所示。可以用圖1-3所示的框圖來表示這一控制過程的組成部分和工作原理。

編輯推薦

《自動控制原理(第2版)》是普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材?非自動化類之一。

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