自動控制原理

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，也是國家精品課程“自動控制原理”課程建設(shè)成果?！蹲詣涌刂圃怼废到y(tǒng)地闡述了自動控制的基本理論與應(yīng)用。全書共9章，第1章自動控制的基本概念；第2章連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；第3章時域分析法；第4章根軌跡法；第5章頻率法；第6章線性系統(tǒng)的校正方法；第7章離散系統(tǒng)控制理論；第8章非線性控制系統(tǒng)分析；第9章控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析。《自動控制原理》將MATLAB輔助分析與設(shè)計控制系統(tǒng)方法貫穿在相關(guān)章節(jié)中?！　　蹲詣涌刂圃怼房勺鳛樽詣踊㈦姎夤こ碳捌渥詣踊?、電子信息工程、計算機、通信工程等電氣信息類專業(yè)的教材，也可作為機電等其他非自動化專業(yè)的教材。讀者可通過浙江工業(yè)大學(xué)國家精品課程網(wǎng)站以及高等教育出版社免費獲取電子教案、習(xí)題解答等教學(xué)資源。

作者簡介

王萬良，男，1957年出生，江蘇高郵人。1982年1月江蘇大學(xué)工業(yè)自動化專業(yè)畢業(yè)。2001年8月同濟大學(xué)控制理論與控制工程專業(yè)博士研究生畢業(yè)，獲工學(xué)博士學(xué)位。1997年晉升教授?，F(xiàn)任浙江工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師、副院長、自動化研究所所長、控制理論與控制工程（浙江省高校重點學(xué)科）學(xué)科帶頭人、博士點負(fù)責(zé)人、碩士點負(fù)責(zé)人。兼任中國人工智能學(xué)會理事、智能系統(tǒng)工程專業(yè)委員會副主任、可拓工程專業(yè)委員會常務(wù)委員、智能控制與智能管理專業(yè)委員會委員、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與計算智能專業(yè)委員會委員、中國系統(tǒng)仿真學(xué)會理事、《系統(tǒng)仿真學(xué)報》編委、中國電工技術(shù)學(xué)會高校工業(yè)自動化教學(xué)委員會委員等職。入選“浙江省跨世紀(jì)學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人”、“浙江省高校中青年學(xué)科帶頭人”。獲國務(wù)院“政府特殊津貼”。     在人工智能及其應(yīng)用研究方面，主持完成國家自然科學(xué)基金、國家863計劃、省重大科技計劃、省自然科學(xué)基金等20多項，獲得省部級科技進步獎6項，在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物和會議上發(fā)表100余篇學(xué)術(shù)論文。     在教學(xué)方面，為本科生、研究生講授了“人工智能及其應(yīng)用”、“智能控制”、“自動控制原理”、“現(xiàn)代控制理論”等多門課程，教學(xué)效果優(yōu)秀，獲得“中青年十佳講課教師”稱號。合著《計算機新型控制策略及其應(yīng)用》（清華大學(xué)出版社，1998）。編著浙江省高校重點建設(shè)教材《自動控制原理》（科學(xué)出版社，2001）。

書籍目錄

第1章  自動控制的基本概念第2章  連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型第3章  時域分析法第4章  根軌跡法第5章  頻率法第6章  線性系統(tǒng)的校正方法第7章  離散系統(tǒng)控制理論第8章  非線性控制系統(tǒng)分析第9章  控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析附錄  常用拉普拉斯變換和z變換表習(xí)題參考答案參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：飛球調(diào)節(jié)器的發(fā)明進一步推動了蒸汽機的應(yīng)用。但是，有時為了提高調(diào)速精度，反而使蒸汽機速度出現(xiàn)大幅度振蕩，其后出現(xiàn)的其他自動控制系統(tǒng)也有類似現(xiàn)象發(fā)生。由于當(dāng)時還沒有自動控制理論，所以不能從理論上解釋這一現(xiàn)象。有人認(rèn)為系統(tǒng)振蕩是因為調(diào)節(jié)器的制造精度不夠，從而努力改進調(diào)節(jié)器的制造工藝，但始終不能完全解決系統(tǒng)振蕩的問題。這種盲目的探索持續(xù)了大約一個世紀(jì)之久。1868年，英國的麥克斯韋（J.C.Maxwell）發(fā)表了“論調(diào)速器”論文，第一次指出不應(yīng)該單獨討論一個離心錘，必須從整個控制系統(tǒng)出發(fā)推導(dǎo)出微分方程，然后討論微分方程解的穩(wěn)定性，從而從理論上分析實際控制系統(tǒng)是否會出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。麥克斯韋的這篇著名論文被公認(rèn)為是自動控制理論的開端。自動控制理論分析、設(shè)計自動控制系統(tǒng)的基本思想是將各種實際問題用微分方程等數(shù)學(xué)模型描述，然后用數(shù)學(xué)工具分析這些數(shù)學(xué)模型的特性，從而分析系統(tǒng)的性能，設(shè)計控制器的數(shù)學(xué)模型。自動控制理論研究的對象是系統(tǒng)。人們在日常生活中就接觸到很多系統(tǒng)，如經(jīng)常提到的電力系統(tǒng)、機器系統(tǒng)、文教系統(tǒng)、衛(wèi)生系統(tǒng)等。事實上，系統(tǒng)是一個相當(dāng)廣泛的概念，一部機器、一個生物體、一條生產(chǎn)線、一個電力網(wǎng)都是一個系統(tǒng)，一個企業(yè)、一個社會組織也是一個系統(tǒng)。有小系統(tǒng)、大系統(tǒng)，也有把一個國家甚至整個世界作為對象的巨系統(tǒng)。系統(tǒng)的種類如此繁多，又如此千差萬別，但它們有一個共同的特點，就是都具有一定的功能，自身的各部分是互相依賴、互相制約的。例如，一條生產(chǎn)線是為了加工某個產(chǎn)品而設(shè)立的，生產(chǎn)線的各個部分存在一定的結(jié)構(gòu)關(guān)系和運動關(guān)系。把系統(tǒng)的這一特征作為“系統(tǒng)”的定義。由若干相互制約、相互依賴的事物組合而成的具有一定功能的整體稱為系統(tǒng)。或者說，為實現(xiàn)規(guī)定功能以達(dá)到某一給定目標(biāo)而構(gòu)成的相互關(guān)聯(lián)的一組元件稱為系統(tǒng)。

編輯推薦

《自動控制原理》作為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材和國家精品課程“自動控制原理”的主講教材，深入淺出地介紹了自動控制理論的主要內(nèi)容。全書共9章，第1章介紹自動控制的基本概念；第2章介紹連續(xù)系統(tǒng)的微分方程、傳遞函數(shù)、結(jié)構(gòu)圖、信號流圖等數(shù)學(xué)模型及其相互關(guān)系；第3章介紹線性連續(xù)系統(tǒng)的時域分析方法，包括穩(wěn)定性、暫態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)誤差等系統(tǒng)性能的分析；第4章簡要介紹系統(tǒng)的根軌跡分析法；第5章介紹控制系統(tǒng)的頻率法；第6章介紹控制系統(tǒng)的校正設(shè)計方法；第7章介紹離散系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論，包括采樣與保持的概念、差分方程與z變換數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識、離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、穩(wěn)定性、暫態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)誤差等性能分析方法；第8章主要介紹非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法、相平面法；第9章簡要介紹控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與設(shè)計方法，包括狀態(tài)方程、能控性與能觀性分析、穩(wěn)定性分析、狀態(tài)反饋控制和狀態(tài)觀測器設(shè)計、最優(yōu)控制等方法。《自動控制原理》將MATLAB輔助分析與設(shè)計控制系統(tǒng)方法貫穿在相關(guān)章節(jié)中。

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