控制理論與控制工程

內(nèi)容概要

　　《控制理論與控制工程》是普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材，是為適應(yīng)機(jī)械類專業(yè)本科生學(xué)習(xí)“控制工程基礎(chǔ)”課程而編著的，也適用于從事機(jī)械工程控制工作的工程技術(shù)人員。全書共分九章，包括控制系統(tǒng)導(dǎo)論，連續(xù)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，控制系統(tǒng)的時(shí)域、根軌跡、頻域分析法，線性連續(xù)系統(tǒng)的校正和控制，線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合，線性離散系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，非線性控制系統(tǒng)?！犊刂评碚撆c控制工程》除控制系統(tǒng)導(dǎo)論外，還在各章系統(tǒng)地給出了基于MATLAB和 SIMuuNK的控制系統(tǒng)建模、分析與綜合的內(nèi)容。全書各章都有精選的習(xí)題，書末附有習(xí)題參考答案。　　《控制理論與控制工程》控制理論與控制工程并重，把經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論有機(jī)地結(jié)合起來，不苛求嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推證，凸顯清晰的物理概念，強(qiáng)調(diào)方法論，突出例題和習(xí)題的工程背景?！　　犊刂评碚撆c控制工程》的編著力求概念清晰，深入淺出，層次分明，簡繁適度，圖文并茂，好教易學(xué)。

書籍目錄

前言主要符號(hào)表第一章 控制系統(tǒng)導(dǎo)論1第一節(jié) 控制理論與控制工程發(fā)展概況1第二節(jié) 控制系統(tǒng)概述2習(xí)題8第二章 連續(xù)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型11第一節(jié) 數(shù)學(xué)工具——拉氏變換11第二節(jié) 時(shí)域模型——微分方程和狀態(tài)方程25第三節(jié) 復(fù)域模型——傳遞函數(shù)35第四節(jié) 頻域模型——頻率特性37第五節(jié) 圖示模型——系統(tǒng)框圖和信號(hào)流圖38第六節(jié) 控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)50第七節(jié) 工程控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型57第八節(jié) 基于MATLAB與SIMULINK建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型69習(xí)題70第三章 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法77第一節(jié) 典型時(shí)域輸入信號(hào)77第二節(jié) 系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)78第三節(jié) 誤差分析與計(jì)算92第四節(jié) 穩(wěn)定性分析與穩(wěn)定判據(jù)100第五節(jié) 基于MATLAB與SIMULINK的系統(tǒng)時(shí)域特性分析107習(xí)題116第四章 控制系統(tǒng)的根軌跡分析法120第一節(jié) 根軌跡的基本概念120第二節(jié) 根軌跡的基本特性及繪制方法123第三節(jié) 控制系統(tǒng)的根軌跡分析130第四節(jié) 基于MATLAB繪制系統(tǒng)根軌跡134習(xí)題135第五章 控制系統(tǒng)的頻域分析法137第一節(jié) 頻率響應(yīng)137第二節(jié) 典型環(huán)節(jié)的頻率特性140第三節(jié) 反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性150第四節(jié) 反饋控制系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性158第五節(jié) 系統(tǒng)頻域穩(wěn)定性判據(jù)161第六節(jié) 系統(tǒng)閉環(huán)特性的頻域分析171第七節(jié) 頻域響應(yīng)與時(shí)域響應(yīng)間的關(guān)系175第八節(jié) 基于MATLAB與SIMULINK的系統(tǒng)頻域特性分析178第九節(jié) 工程實(shí)際系統(tǒng)的頻域法分析182習(xí)題190第六章 線性連續(xù)系統(tǒng)的校正和控制195第一節(jié) 系統(tǒng)校正和控制概述195第二節(jié) 串聯(lián)校正196第三節(jié) 基于MATLAB與SIMULINK的系統(tǒng)串聯(lián)校正210第四節(jié) PID控制214第五節(jié) 反饋校正224第六節(jié) 復(fù)合控制228第七節(jié) 工程實(shí)際系統(tǒng)的校正及其分析232習(xí)題237第七章 線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合240第一節(jié) 線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述240第二節(jié) 線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的解256第三節(jié) 線性定常系統(tǒng)的能控性與能觀性263第四節(jié) 線性定常系統(tǒng)的利亞普諾夫穩(wěn)定性分析271第五節(jié) 線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與極點(diǎn)配置277第六節(jié) 基于MATLAB與SIMULINK的狀態(tài)空間法分析282第七節(jié) 工程實(shí)際系統(tǒng)的狀態(tài)空間法分析286習(xí)題292第八章 線性離散系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)296第一節(jié) 離散系統(tǒng)概述296第二節(jié) 信號(hào)的采樣與復(fù)現(xiàn)297第三節(jié) Z變換與Z反變換302第四節(jié) 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型311第五節(jié) 線性離散系統(tǒng)的性能分析317第六節(jié) 線性離散系統(tǒng)的校正與控制325第七節(jié) 基于MATLAB與SIMULINK的離散系統(tǒng)分析334習(xí)題337第九章 非線性控制系統(tǒng)339第一節(jié) 非線性概述339第二節(jié) 描述函數(shù)分析法342第三節(jié) 非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法分析248第四節(jié) 典型非線性特性的描述函數(shù)法分析351第五節(jié) 基于SIMULINK的非線性系統(tǒng)性能分析353第六節(jié) 利用非線性特性改善系統(tǒng)的性能356習(xí)題358附錄360附錄A 拉氏變換和Z變換表360附錄B 常用校正裝置362附錄C 習(xí)題參考答案363參考文獻(xiàn)379

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：為了從理論上對控制系統(tǒng)進(jìn)行性能分析，首先要建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，是描述系統(tǒng)輸入、輸出量以及內(nèi)部各變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，它揭示了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)與其性能之間的內(nèi)在關(guān)系。系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型有多種形式，這取決于變量和坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇。在時(shí)間域，通常采用微分方程或一階微分方程組（狀態(tài)方程）的形式；在復(fù)數(shù)域，采用傳遞函數(shù)形式；而在頻率域，則采用頻率特性形式。必須指出，建立合理的數(shù)學(xué)模型，對于系統(tǒng)的分析和研究極為重要。由于不可能將系統(tǒng)實(shí)際錯(cuò)綜復(fù)雜的物理現(xiàn)象完全表達(dá)出來，因而要對模型的簡潔性與精確性進(jìn)行折中的考慮。一般是根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)參數(shù)和系統(tǒng)分析所要求的精度，忽略一些次要因素，建立既能反映系統(tǒng)內(nèi)在本質(zhì)特性，又能簡化分析計(jì)算工作的模型。建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，通常采用解析法或?qū)嶒?yàn)法。所謂解析法建模，即依據(jù)系統(tǒng)及元件各變量之間所遵循的物理學(xué)定律，理論推導(dǎo)出變量間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，從而建立數(shù)學(xué)模型。本章僅討論解析法建模，關(guān)于實(shí)驗(yàn)法建模將在后面的章節(jié)進(jìn)行介紹。

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