自動控制理論學(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題解答

前言

為幫助廣大讀者和學(xué)生提升自動控制理論的學(xué)習(xí)以及解決問題的能力，更好地掌握自動控制系統(tǒng)的基本概念、自動控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計方法，也為學(xué)生在校學(xué)習(xí)以及考研過程中提供一本好的參考書，更快更好地掌握該門課程的精髓，我們編寫了這本書。本書作為一本輔助參考書既可獨立使用，也可以與教材配套使用。本書包括了經(jīng)典控制理論部分和現(xiàn)代控制理論部分。其中，經(jīng)典控制理論部分的配套教材是機械工業(yè)出版社出版，由浙江大學(xué)鄒伯敏主編的《自動控制理論》（第2版）。現(xiàn)代控制理論部分的配套教材是機械工業(yè)出版社出版，由合肥工業(yè)大學(xué)王孝武主編的《現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)》（第2版）。上述教材由于內(nèi)容全面，難度適中而被廣泛選為在校大學(xué)生的授課教材。但是，筆者一直沒有看到上述教材相應(yīng)的習(xí)題解答，因而，我們考慮編寫這本書作為參考。全書共10章，在每章的內(nèi)容安排上分為三部分：內(nèi)容的概括與總結(jié)、習(xí)題與解答，習(xí)題精選與詳解。在內(nèi)容的概括與總結(jié)部分，融入了各位編寫人員多年的授課心得與體會；在習(xí)題與解答部分主要針對上述教材的課后習(xí)題，給出詳細(xì)的解題過程與提示；在習(xí)題精選與詳解部分選擇了較高難度，適合有進一步學(xué)習(xí)潛力及考研學(xué)生使用的題目，并配有詳細(xì)的解題過程。從而，實現(xiàn)了該書既可成為學(xué)習(xí)自動控制理論課程的在校學(xué)生輔助教材，又可作為考研學(xué)生使用的參考書的目標(biāo)。該書在問題的解答上更側(cè)重于方法，使讀者通過內(nèi)容的理解、習(xí)題的解答，更好地理解理論，并學(xué)會分析問題的思路和方法，從而避免簡單的習(xí)題羅列現(xiàn)象。本書由多年從事自動控制理論教學(xué)和科研工作的老師在總結(jié)教學(xué)成果和經(jīng)驗，并參考了有關(guān)材料的基礎(chǔ)上精心編寫的。北京建筑工程學(xué)院胡玉玲任主編，并負(fù)責(zé)統(tǒng)稿，馬鴻雁、史曉霞任副主編。胡玉玲負(fù)責(zé)編寫第1、2、3、4、5、7章，馬鴻雁負(fù)責(zé)編寫第6、8章，史曉霞編寫第9章，莊俊華編寫第10章。對于本書中存在的錯誤和不妥之處，懇請廣大讀者指正。

內(nèi)容概要

　　《自動控制理論》學(xué)習(xí)指導(dǎo)性配套用書，包括經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論，共10章。每章都包括內(nèi)容的精練概括與總結(jié)、針對教材的課后習(xí)題與解答、針對提高及考研學(xué)生使用的習(xí)題精選與詳解?！蹲詣涌刂评碚搶W(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題解答》習(xí)題豐富且具有代表性，內(nèi)容系統(tǒng)而全面，具有控制理論手冊、解題指南、題庫及報考研究生必讀等功能。

書籍目錄

前言第1章 自動控制的基本概念1.1 控制系統(tǒng)的基本概念1.2 自動控制系統(tǒng)的控制方式1.3 自動控制系統(tǒng)的分類1.4 控制系統(tǒng)的性能要求本章重點與難點習(xí)題與解答習(xí)題精選與詳解第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型2.1 列寫系統(tǒng)微分方程的一般方法2.2 非線性數(shù)學(xué)模型的線性化2.3 傳遞函數(shù)2.4 框圖和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)2.5 信號流圖和梅遜公式的應(yīng)用本章重點與難點習(xí)題與解答習(xí)題精選與詳解第3章 控制系統(tǒng)的時域分析法3.1 典型的輸入信號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)的時域分析3.5 線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析3.6 勞斯穩(wěn)定判據(jù)3.7 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差本章重點與難點習(xí)題與解答習(xí)題精選與詳解第4章 根軌跡法4.1 根軌跡的基本概念4.2 繪制根軌跡的基本規(guī)則4.3 參量根軌跡的繪制4.4 非最小相位系統(tǒng)的根軌跡4.5 用根軌跡分析控制系統(tǒng)本章重點與難點習(xí)題與解答習(xí)題精選與詳解第5章 頻域響應(yīng)法5.1 頻率特性5.2 對數(shù)坐標(biāo)圖與極坐標(biāo)圖5.3 系統(tǒng)開環(huán)頻率特性5.4 乃奎斯特穩(wěn)定判據(jù)5.5 相對穩(wěn)定性分析5.6 頻域性能指標(biāo)與時域性能指標(biāo)間的關(guān)系本章重點與難點習(xí)題與解答習(xí)題精選與詳解第6章 控制系統(tǒng)的校正6.1 引言6.2 超前校正6.3 滯后校正6.4 滯后-超前校正本章重點與難點習(xí)題與解答習(xí)題精選與詳解第7章 PID控制與魯棒控制7.1 PID控制及其參數(shù)的調(diào)整7.2 控制系統(tǒng)的魯棒性和靈敏度7.3 控制系統(tǒng)的魯棒性分析7.4 魯棒控制系統(tǒng)的設(shè)計本章重點與難點習(xí)題與解答習(xí)題精選與詳解第8章 離散控制系統(tǒng)8.1 引言8.2 信號的采樣與復(fù)現(xiàn)8.3 z變換與z反變換8.4 脈沖傳遞函數(shù)8.5 差分方程8.6 離散控制系統(tǒng)的性能分析本章重點與難點習(xí)題與解答習(xí)題精選與詳解第9章 狀態(tài)空間法9.1 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型9.2 線性控制系統(tǒng)的運動分析9.3 控制系統(tǒng)的能控性和能觀測性9.4 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性9.5 線性定常系統(tǒng)的綜合本章重點與難點習(xí)題與解答習(xí)題精選與詳解第10章 非線性控制系統(tǒng)10.1 非線性系統(tǒng)的概述10.2 非線性元件的描述函數(shù)10.3 用描述函數(shù)分析非線性控制系統(tǒng)10.4 相軌跡10.5 奇點和極限環(huán)本章重點與難點習(xí)題與解答習(xí)題精選與詳解參考文獻

章節(jié)摘錄

第1章　自動控制的基本概念1.1　控制系統(tǒng)的基本概念1.自動控制理論介紹自動控制理論是研究自動控制共同規(guī)律的科學(xué)技術(shù)，它的發(fā)展經(jīng)歷了經(jīng)典控制理論階段、現(xiàn)代控制理論階段和智能控制理論階段三個階段。其中，經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論統(tǒng)稱為傳統(tǒng)控制理論。2．自動控制基本術(shù)語(1)自動控制指在不需要人直接參與的條件下，利用控制器使受控對象按預(yù)定技術(shù)要求進行工作，使被控量等于輸入量（或使被控量與輸入量保持某種函數(shù)關(guān)系）。(2)受控對象指被控制的機器、設(shè)備或生產(chǎn)過程。(3)控制器對受控對象進行控制的設(shè)備總體。廣義的控制器通常又是由測量元件、比較機構(gòu)、放大機構(gòu)和執(zhí)行元件組成。(4)自動控制系統(tǒng)受控對象和控制器的總體，它能對受控對象的工作狀態(tài)進行自動控制。(5)被控量受控對象的輸出量。是控制系統(tǒng)主要的研究變量之一。(6)輸入量作用于自動控制系統(tǒng)的輸入端并作為控制依據(jù)的物理量，也稱為輸入信號、輸入指令、參考輸入、給定值。

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《自動控制理論學(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題解答》可作為電氣自動化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)配套用書，與教學(xué)同步使用，還可供報考碩士研究生的考生復(fù)習(xí)備考使用。

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