自動(dòng)控制原理

內(nèi)容概要

　　《自動(dòng)控制原理》全面系統(tǒng)地介紹自動(dòng)控制理論經(jīng)典部分的基本分析、設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用，重點(diǎn)加強(qiáng)了對(duì)基本理論及其工程應(yīng)用的闡述。全書共分9章，深入淺出地介紹了自動(dòng)控制的基本概念，控制系統(tǒng)在時(shí)域和復(fù)域中的數(shù)學(xué)模型及其結(jié)構(gòu)圖和信號(hào)流圖；比較全面地闡述了線性控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法、復(fù)域根軌跡法、頻域分析法及校正與設(shè)計(jì)等方法；詳細(xì)討論了線性離散系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、數(shù)學(xué)模型、穩(wěn)定性及穩(wěn)態(tài)誤差、動(dòng)態(tài)性能分析以及數(shù)字校正等問(wèn)題；在非線性控制系統(tǒng)分析方面，探討了相平面法和描述函數(shù)法等非線性系統(tǒng)的基本分析方法。并以船舶航向控制系統(tǒng)、船舶橫搖減搖鰭控制系統(tǒng)、船載穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)為主要研究對(duì)象貫穿全書?！　∪珪鴥?nèi)容取材新穎，闡述深入淺出，理論分析緊密聯(lián)系工程應(yīng)用，凸顯船海工程領(lǐng)域特色。各章均附有豐富的例題和習(xí)題?！　　蹲詣?dòng)控制原理》可作為高等工科院校自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、探測(cè)制導(dǎo)與控制技術(shù)、測(cè)控技術(shù)與儀器、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、船舶與海洋工程、通信工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程等專業(yè)的本科生教材，也可供相關(guān)專業(yè)的研究生或從事自動(dòng)化類的各專業(yè)工程技術(shù)人員做參考書，特別適合于面向船舶自動(dòng)化方向的本科生和從事船舶自動(dòng)化領(lǐng)域研究的研究生及工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)使用。

書籍目錄

第1章 緒論 1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)基本原理 1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)基本組成 1.3 反饋的含義及作用 1.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用舉例 1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)類型 1.6 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求 1.7 控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 1.8 自動(dòng)控制理論發(fā)展概況 習(xí)題 第2章 控制理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 2.1 復(fù)變量和復(fù)變函數(shù) 2.2 拉普拉斯變換 2.3 拉普拉斯反變換 2.4 應(yīng)用拉普拉斯變換求解線性常微分方程 2.5 z變換理論 2.6 拉普拉斯變換與z變換的聯(lián)系 習(xí)題 第3章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 3.1 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型概述 3.2 控制系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型 3.3 控制系統(tǒng)的復(fù)域數(shù)學(xué)模型 3.4 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖和信號(hào)流圖 3.5 反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 3.6 控制系統(tǒng)建模實(shí)例 習(xí)題 第4章 線性控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法 4.1 系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的性能指標(biāo) 4.2 一階系統(tǒng)的時(shí)域分析 4.3 二階系統(tǒng)的時(shí)域分析 4.4 高階系統(tǒng)的時(shí)域分析 4.5 線性控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 4.6 線性控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算 4.7 線性控制系統(tǒng)的時(shí)域分析實(shí)例 習(xí)題 第5章 線性控制系統(tǒng)的根軌跡法分析 5.1 根軌跡的基本概念 5.2 反饋控制系統(tǒng)根軌跡的繪制 5.3 線性控制系統(tǒng)性能的根軌跡法分析 5.4 線性控制系統(tǒng)的根軌跡法分析實(shí)例 習(xí)題 第6章 線性控制系統(tǒng)的頻域分析法 6.1 頻率特性 6.2 開(kāi)環(huán)頻率特性曲線的繪制 6.3 頻率域穩(wěn)定性分析 6.4 系統(tǒng)頻率特性與時(shí)域性能指標(biāo)的關(guān)系 6.5 線性控制系統(tǒng)的頻域分析實(shí)例 習(xí)題 第7章 線性控制系統(tǒng)的校正設(shè)計(jì) 7.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正的基本問(wèn)題 7.2 分析法串聯(lián)校正 7.3 根軌跡法校正 7.4 綜合法校正 7.5 復(fù)合校正 7.6 線性控制系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)實(shí)例 習(xí)題 第8章 非線性控制系統(tǒng)分析 8.1 非線性控制系統(tǒng)概述 8.2 描述函數(shù)法 8.3 相平面法 8.4 利用非線性特性改善控制系統(tǒng)性能 8.5 非線性控制系統(tǒng)分析實(shí)例 習(xí)題 第9章 線性離散控制系統(tǒng)的分析與校正 9.1 引言 9.2 信號(hào)的采樣與保持 9.3 線性離散控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 9.4 線性離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 9.5 線性離散控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng) 9.6 線性離散控制系統(tǒng)的數(shù)字校正 9.7 線性離散控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)實(shí)例 習(xí)題 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   2.信號(hào)流圖的性質(zhì) 1）支路相當(dāng)于乘法器 支路終點(diǎn)信號(hào)等于始點(diǎn)信號(hào)乘以支路傳遞函數(shù)。 例如，代數(shù)方程x2=ax1可以表示為圖3.43所示信號(hào)流圖。 2）節(jié)點(diǎn)表示系統(tǒng)的變量 一般，節(jié)點(diǎn)自左向右順序設(shè)置，每個(gè)節(jié)點(diǎn)標(biāo)志的變量是所有流向該節(jié)點(diǎn)的信號(hào)之代數(shù)和，即節(jié)點(diǎn)可以把所有輸入支路的信號(hào)疊加，并把和信號(hào)等同地送到所有輸出支路。其值均為所有輸入信號(hào)乘以各自的支路傳輸之和。 例如，x4=a1x1+a2x2+a3x3可以表示為圖3.44所示信號(hào)流圖。 3）信號(hào)在支路上只能沿箭頭單向傳遞 信號(hào)在支路上傳遞時(shí)只有前因后果的因果關(guān)系。雖然代成x1=1/ax2，但在系統(tǒng)中當(dāng)Xl作為輸入，x2作為輸出時(shí)，信號(hào)流圖就不能畫成圖3.45所示的形式。 4）對(duì)于給定的系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)變量的設(shè)置是任意的，因此信號(hào)流圖不是唯一的 用信號(hào)流圖的方法求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)時(shí)，可以不對(duì)信號(hào)流圖進(jìn)行等效化簡(jiǎn)，而利用梅森增益公式直接求解。對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這比通過(guò)結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)求解系統(tǒng)的傳遞函數(shù)更方便。信號(hào)流圖起源于梅森利用圖示法來(lái)描述一個(gè)或一組線性代數(shù)方程式，它只適用于線性系統(tǒng)，而結(jié)構(gòu)圖還可使用于非線性系統(tǒng)。 3.信號(hào)流圖的繪制 信號(hào)流圖可以根據(jù)系統(tǒng)微分方程繪制，也可以由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖按照對(duì)應(yīng)關(guān)系得到。 1）由系統(tǒng)微分方程繪制信號(hào)流圖。 任何線性數(shù)學(xué)方程都可以用信號(hào)流圖表示，但含有微分或積分的線性方程，一般應(yīng)通過(guò)拉普拉斯變換，將微分方程或積分方程變換為s的代數(shù)方程后再畫信號(hào)流圖。繪制信號(hào)流圖時(shí)，首先要對(duì)系統(tǒng)的每個(gè)變量制定一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并按照系統(tǒng)中變量的因果關(guān)系，從左向右順序排列。然后，再將各變量用相應(yīng)增益的支路連接，并標(biāo)明各支路增益，從而可得到系統(tǒng)的信號(hào)流圖。 例3.14 試?yán)L制圖3.46所示RC無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)流圖。設(shè)初始電壓為u1（0）。 分析：在前面研究傳遞函數(shù)時(shí)，都是假設(shè)零初始條件，而系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖也是建立在傳遞函數(shù)基礎(chǔ)上的，因此也假設(shè)零初始條件。但是，信號(hào)流圖起源于梅森利用圖示法來(lái)描述一個(gè)或一組線性代數(shù)方程式，因此不需要零初始條件。

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