自動(dòng)控制原理

前言

　　近年來(lái)。在一些高等院校．非自動(dòng)化類(lèi)工科專(zhuān)業(yè)相繼開(kāi)設(shè)了自動(dòng)控制原理課程．且逐漸成為許多工科專(zhuān)業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。為滿(mǎn)足其教學(xué)的需要并根據(jù)普通高等教育”十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材的要求。我們特修訂編寫(xiě)了供非自動(dòng)化類(lèi)工科專(zhuān)業(yè)選用的《自動(dòng)控制原理》（第二版）這本教材。　　自動(dòng)控制原理是一門(mén)工程性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課．為使學(xué)生通過(guò)閱讀本書(shū)。能夠正確理解有關(guān)控制理論的基本概念，掌握分析自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的基本方法。并初步具備綜合設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制系統(tǒng)的能力。本書(shū)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(yùn)用自動(dòng)控制理論的基本規(guī)律和基本方法。解決一些實(shí)際工程應(yīng)用問(wèn)題能力的培養(yǎng)?！　∧壳啊?guó)際上許多新版控制理論書(shū)籍。都把MATLAB作為一種工具語(yǔ)言。用于控制系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和系統(tǒng)仿真研究。取得了很好的效果。我國(guó)高等院校也開(kāi)始重視MATLAB的工程應(yīng)用。本書(shū)也融入了MATLAB語(yǔ)言的應(yīng)用，在一些主要章節(jié)里的部分問(wèn)題采用了MATLAB求解。本書(shū)沒(méi)有涉及有關(guān)MATLAB的預(yù)備知識(shí)。為了強(qiáng)化對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，在書(shū)中部分章節(jié)內(nèi)增加了有關(guān)工程實(shí)際應(yīng)用方面的例題?！　”緯?shū)在北京航空航天大學(xué)本科非自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)高年級(jí)自動(dòng)控制原理課上進(jìn)行過(guò)多次教學(xué)實(shí)踐。如果本書(shū)作為32學(xué)時(shí)一學(xué)期的課程教材，可以講授前6章的主要內(nèi)容。如果把本書(shū)作為64學(xué)時(shí)的雙學(xué)期課程教材，則本書(shū)中的全部?jī)?nèi)容均可講授。在教學(xué)的過(guò)程中。各有關(guān)專(zhuān)業(yè)可按具體的教學(xué)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(dòng)控制原理》為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，第一版于2005年被評(píng)為北京市精品教材?！蹲詣?dòng)控制原理》是為非自動(dòng)化類(lèi)、工科高年級(jí)學(xué)生編寫(xiě)的教材，簡(jiǎn)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(xué)模型的建立和動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖等效變換法則，利用經(jīng)典控制理論的時(shí)域分析法、復(fù)域分析法、頻域分析孽對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，應(yīng)用串聯(lián)校正、反饋校正和前饋校正進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和補(bǔ)償。同時(shí)闡述了采樣控制系箏的分析和綜合方法，并對(duì)控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析法及能控性和能觀(guān)測(cè)性進(jìn)行了論述。書(shū)中部分章節(jié)適當(dāng)增加了MATLAB應(yīng)用的內(nèi)容。《自動(dòng)控制原理》適合高年級(jí)本科生、研究生和工程技術(shù)人員使用。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論1-1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念和發(fā)展簡(jiǎn)史1-2 自動(dòng)控制的基本方式1-3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求1-4 自動(dòng)控制系統(tǒng)示例小結(jié)習(xí)題第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型2-1 拉氏變換2-2 傳遞函數(shù)2-3 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)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(dòng)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)2-6 MATLAB的應(yīng)用2-7 示例——磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)讀取系統(tǒng)小結(jié)習(xí)題第3章時(shí)域分析法3-1 典型輸入信號(hào)及性能指標(biāo)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(yīng)用小結(jié)習(xí)題第4章 復(fù)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(dòng)態(tài)性能4-4 廣義根軌跡4-5 用MATLAB繪制根軌跡小結(jié)習(xí)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(kāi)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(biāo)及時(shí)域性能指標(biāo)的估算5-6 系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性三頻段概念5-7 用實(shí)驗(yàn)法求傳遞函數(shù)5-8 利用MATLAB分析系統(tǒng)穩(wěn)定性小結(jié)習(xí)題第6章自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正6-1 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟6-2 性能指標(biāo)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(luò)6-5 常用的串聯(lián)校正方法6-6 反饋校正6-7 復(fù)合校正6-8 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例小結(jié)習(xí)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(hào)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(jié)習(xí)題第8章 狀態(tài)空間分析法8-1 概述8-2 動(dòng)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(dá)式和傳遞矩陣8-4 線(xiàn)性系統(tǒng)能控性和能觀(guān)測(cè)性小結(jié)習(xí)題附錄自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法概述實(shí)驗(yàn)一 一、二階系統(tǒng)的電子模擬及時(shí)域響應(yīng)的動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)二 頻率響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)三 控制系統(tǒng)串聯(lián)校正實(shí)驗(yàn)四 采樣系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究部分習(xí)題答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，被控量是要求嚴(yán)格加以控制的物理量，它可以是一個(gè)恒定值，如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等；也可以是一個(gè)變量，如飛機(jī)、導(dǎo)彈的飛行軌跡。作為對(duì)被控對(duì)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(wù)。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(chēng)為反饋控制系統(tǒng)。在反饋控制系統(tǒng)中，控制裝置對(duì)被控對(duì)象施加控制作用，而控制裝置接受的信號(hào)是被控量的反饋信號(hào)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(shí)現(xiàn)控制任務(wù)。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(huì)生活中的應(yīng)用十分普遍。理論上講，人體本身就是一個(gè)具有高度復(fù)雜控制能力的反饋控制系統(tǒng)，人們平日任何最簡(jiǎn)單的活動(dòng)都體現(xiàn)著反饋控制原理。例如，如果將駕駛一輛汽車(chē)視為一個(gè)反饋系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行分析，首先，人要用眼睛連續(xù)目測(cè)預(yù)定的行車(chē)路線(xiàn)，并將信息輸入大腦（給定值）。然后與實(shí)際測(cè)量的行車(chē)路線(xiàn)相比較，獲得行駛偏差，通過(guò)手來(lái)操作方向盤(pán)，調(diào)節(jié)汽車(chē)使其按照預(yù)定行車(chē)路線(xiàn)行駛，如圖1-2所示?？梢杂脠D1-3所示的框圖來(lái)表示這一控制過(guò)程的組成部分和工作原理。

編輯推薦

《自動(dòng)控制原理(第2版)》是普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材?非自動(dòng)化類(lèi)之一。

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