自動(dòng)控制原理

內(nèi)容概要

　  《自動(dòng)控制原理》系統(tǒng)地介紹了經(jīng)典控制理論的基本概念、基本原理和基本方法，從控制理論的基礎(chǔ)知識(shí)入手，結(jié)合生產(chǎn)和生活中的實(shí)例，較深入地介紹了建立自動(dòng)控制系統(tǒng)在時(shí)域、復(fù)域和頻域中的數(shù)學(xué)模型、方塊圖、信號(hào)流圖及簡化方法；圍繞自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，詳細(xì)介紹了用于分析和設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)域法、根軌跡法和頻域法；詳細(xì)敘述了離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性；并對(duì)非線性控制系統(tǒng)的描述函數(shù)法和相平面法做了介紹。書中引入了MATLAB的應(yīng)用，詳細(xì)介紹了采用MATLAB進(jìn)行控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)的仿真方法，通過大量的仿真實(shí)例，可以幫助讀者更好地理解系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的基本思路和方法?！? 《自動(dòng)控制原理》基本概念清晰，理論聯(lián)系實(shí)際，注重內(nèi)容的實(shí)用性和物理背景，增加有工程應(yīng)用背景的典型例題分析，可讀性強(qiáng)，便于自主學(xué)習(xí)，可作為高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)的必修課教材、電子信息類和電氣工程類專業(yè)的平臺(tái)課程教材，也可供相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章  自動(dòng)控制的基本概念1.1  引言1.2  開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)1.2.1  開環(huán)控制系統(tǒng)1.2.2  閉環(huán)控制系統(tǒng)1.2.3  閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成1.3  自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類1.3.1  按輸入信號(hào)形式分類1.3.2  按系統(tǒng)中信號(hào)傳遞的性質(zhì)分類1.3.3  按系統(tǒng)的輸入/輸出特性分類1.4  控制系統(tǒng)舉例1.4.1  蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)1.4.2  溫度控制系統(tǒng)1.4.3  位置隨動(dòng)系統(tǒng)1.4.4  電冰箱制冷系統(tǒng)1.5  對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求小結(jié)習(xí)題第2章  控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型2.1  引言2.1.1  系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的定義及特點(diǎn)2.1.2  系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的類型和建模方法2.2  建立系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型2.2.1  電路系統(tǒng)舉例2.2.2  機(jī)械力學(xué)系統(tǒng)舉例2.2.3  機(jī)電系統(tǒng)舉例2.2.4  流體系統(tǒng)的建模2.2.5  復(fù)雜系統(tǒng)舉例2.2.6  微分方程建立步驟2.3  非線性系統(tǒng)的線性化2.3.1  小偏差線性化概念2.3.2  線性化方法2.4  微分方程求解2.5  建立系統(tǒng)的復(fù)域數(shù)學(xué)模型2.5.1  傳遞函數(shù)的定義2.5.2  傳遞函數(shù)的性質(zhì)2.5.3  零點(diǎn)、極點(diǎn)和傳遞系數(shù)2.6  系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)及傳遞函數(shù)2.6.1  比例環(huán)節(jié)2.6.2  慣性環(huán)節(jié)2.6.3  積分環(huán)節(jié)2.6.4  微分環(huán)節(jié)2.6.5  振蕩環(huán)節(jié)2.6.6  延時(shí)環(huán)節(jié)2.7  系統(tǒng)方塊圖2.7.1  方塊圖的定義2.7.2  方塊圖的組成和繪制2.7.3  方塊圖等效變換和簡化2.7.4  方塊圖化簡舉例2.8  系統(tǒng)信號(hào)流圖2.8.1  信號(hào)流圖的基本概念2.8.2  信號(hào)流圖的畫法及簡化規(guī)則2.8.3  梅遜增益公式2.9  利用MATLAB求解系統(tǒng)的傳遞函數(shù)2.9.1  num和den函數(shù)2.9.2  典型化簡函數(shù)小結(jié)習(xí)題第3章  線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法3.1  引言3.1.1  典型輸入信號(hào)3.1.2  典型時(shí)間響應(yīng)3.1.3  控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)3.2  一階系統(tǒng)的時(shí)域分析3.2.1  一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型3.2.2  一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)3.2.3  一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)3.2.4  一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)3.2.5  一階系統(tǒng)的單位加速度響應(yīng)3.2.6  線性定常系統(tǒng)的重要特性3.3  二階系統(tǒng)的時(shí)域分析3.3.1  二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型3.3.2  二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)3.3.3  欠阻尼二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)3.3.4  二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的改善3.4  高階系統(tǒng)的時(shí)域分析3.5  線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析3.5.1  線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念和穩(wěn)定的充分必要條件3.5.2  代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)3.6  線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析3.6.1  誤差與穩(wěn)態(tài)誤差的定義3.6.2  穩(wěn)態(tài)誤差的分析與計(jì)算3.6.3  減小穩(wěn)態(tài)誤差的方法3.7  用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)時(shí)域分析3.7.1  用MATLAB求系統(tǒng)的輸出響應(yīng)3.7.2  用MATLAB求系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)3.7.3  用MATLAB研究系統(tǒng)的穩(wěn)定性3.7.4  用MATLAB求靜態(tài)誤差系數(shù)及系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差小結(jié)習(xí)題第4章  根軌跡法4.1  根軌跡的基本概念4.2  根軌跡的幅值條件和幅角條件4.3  繪制根軌跡的基本法則4.4  零度根軌跡4.5  根軌跡繪制舉例4.6  參數(shù)根軌跡4.7  控制系統(tǒng)的根軌跡法分析4.7.1  開環(huán)零、極點(diǎn)對(duì)根軌跡的影響4.7.2  由根軌跡分析控制系統(tǒng)4.8  利用MATLAB繪制根軌跡及分析系統(tǒng)小結(jié)習(xí)題第5章  線性系統(tǒng)的頻域分析法5.1  引言5.2  頻率特性5.2.1  頻率特性的基本概念5.2.2  頻率特性的圖形表示法5.3  對(duì)數(shù)頻率特性圖（伯德圖）5.3.1  對(duì)數(shù)頻率特性圖及其特點(diǎn)5.3.2  典型環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性圖5.3.3  系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性的繪制5.3.4  最小相位系統(tǒng)和非最小相位系統(tǒng)5.3.5  確定傳遞函數(shù)的頻域?qū)嶒?yàn)方法5.4  極坐標(biāo)圖（奈奎斯特圖）5.4.1  典型環(huán)節(jié)的極坐標(biāo)圖5.4.2  系統(tǒng)開環(huán)極坐標(biāo)圖的繪制5.5  奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)5.5.1  幅角原理5.5.2  奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)5.6  控制系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性5.7  閉環(huán)系統(tǒng)頻域性能指標(biāo)5.7.1  系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性5.7.2  頻域性能指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系5.8  用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)頻域分析5.8.1  用MATLAB繪制伯德圖5.8.2  用MATLAB繪制極坐標(biāo)圖5.8.3  用MATLAB求系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度小結(jié)習(xí)題第6章  線性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法6.1  引言6.1.1  性能指標(biāo)6.1.2  校正方式6.2  校正裝置6.2.1  超前校正網(wǎng)絡(luò)及其特性6.2.2  滯后校正網(wǎng)絡(luò)及其特性6.2.3  滯后-超前校正網(wǎng)絡(luò)及其特性6.3  串聯(lián)校正6.3.1  基于頻率響應(yīng)法的串聯(lián)校正6.3.2  基于根軌跡法的串聯(lián)校正6.4  反饋校正6.4.1  比例負(fù)反饋6.4.2  微分負(fù)反饋6.4.3  負(fù)反饋6.5  復(fù)合校正6.5.1  按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng)6.5.2  按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng)6.6  PID控制器6.6.1  比例微分（PD）控制6.6.2  比例積分（PI）控制6.6.3  比例積分微分（PID）控制小結(jié)習(xí)題第7章  線性離散系統(tǒng)的分析7.1  離散系統(tǒng)基本概念及其應(yīng)用7.1.1  采樣控制系統(tǒng)7.1.2  采樣系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)7.1.3  數(shù)字控制系統(tǒng)7.1.4  數(shù)字控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)7.2  采樣器和保持器7.2.1  采樣器7.2.2  采樣定理7.2.3  保持器7.3  z變換7.3.1  z變換定義7.3.2  求z變換的方法7.3.3  z變換的基本性質(zhì)7.3.4  z反變換7.4  脈沖傳遞函數(shù)7.4.1  脈沖傳遞函數(shù)的定義及求法7.4.2  開環(huán)采樣系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)7.4.3  閉環(huán)采樣系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)7.5  離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析7.5.1  時(shí)域中的離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件7.5.2  s平面與z平面的映射關(guān)系7.5.3  z域中離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件7.5.4  離散系統(tǒng)的勞斯穩(wěn)定判據(jù)7.5.5  采樣周期與開環(huán)增益對(duì)采樣系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響7.6  離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差7.7  離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析7.8  MATLAB在離散控制系統(tǒng)中的應(yīng)用7.8.1  連續(xù)系統(tǒng)的離散化7.8.2  求離散系統(tǒng)的響應(yīng)7.8.3  采樣系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析小結(jié)習(xí)題第8章  非線性系統(tǒng)分析8.1  非線性系統(tǒng)的一般概念8.1.1  非線性系統(tǒng)的特點(diǎn)8.1.2  典型非線性及對(duì)系統(tǒng)性能的影響8.2  描述函數(shù)法8.2.1  非線性特性的描述函數(shù)8.2.2  非線性控制系統(tǒng)的描述函數(shù)分析8.2.3  用MATLAB的Simulink仿真分析非線性控制系統(tǒng)8.3  相平面法8.3.1  相軌跡特征及性質(zhì)8.3.2  相軌跡的繪制8.3.3  利用MATLAB繪制相軌跡圖8.4  非線性系統(tǒng)的相平面分析8.4.1  用相平面法分析非線性系統(tǒng)8.4.2  用非線性特性改善系統(tǒng)性能小結(jié)習(xí)題參考文獻(xiàn)

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