自動控制理論學習指導與習題解答

前言

為幫助廣大讀者和學生提升自動控制理論的學習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，也為學生在校學習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)、習題與解答，習題精選與詳解。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；在習題與解答部分主要針對上述教材的課后習題，給出詳細的解題過程與提示；在習題精選與詳解部分選擇了較高難度，適合有進一步學習潛力及考研學生使用的題目，并配有詳細的解題過程。從而，實現(xiàn)了該書既可成為學習自動控制理論課程的在校學生輔助教材，又可作為考研學生使用的參考書的目標。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、習題的解答，更好地理解理論，并學會分析問題的思路和方法，從而避免簡單的習題羅列現(xiàn)象。本書由多年從事自動控制理論教學和科研工作的老師在總結(jié)教學成果和經(jīng)驗，并參考了有關(guān)材料的基礎(chǔ)上精心編寫的。北京建筑工程學院胡玉玲任主編，并負責統(tǒng)稿，馬鴻雁、史曉霞任副主編。胡玉玲負責編寫第1、2、3、4、5、7章，馬鴻雁負責編寫第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》學習指導性配套用書，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)、針對教材的課后習題與解答、針對提高及考研學生使用的習題精選與詳解?！蹲詣涌刂评碚搶W習指導與習題解答》習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題與解答習題精選與詳解第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型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題與解答習題精選與詳解第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題與解答習題精選與詳解第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)本章重點與難點習題與解答習題精選與詳解第5章 頻域響應(yīng)法5.1 頻率特性5.2 對數(shù)坐標圖與極坐標圖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 頻域性能指標與時域性能指標間的關(guān)系本章重點與難點習題與解答習題精選與詳解第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題與解答習題精選與詳解第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題與解答習題精選與詳解第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題與解答習題精選與詳解第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題與解答習題精選與詳解第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)本章重點與難點習題與解答習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。

編輯推薦

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

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