控制理論基礎(chǔ)

前言

“控制理論基礎(chǔ)”課程是一般機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是為后續(xù)專業(yè)課奠定基礎(chǔ)，所以，本書基于后續(xù)課程的教學(xué)要求主要以經(jīng)典控制理論為主線，主要是研究單輸入-單輸出線性定常系統(tǒng)的分析和設(shè)計問題。其理論基礎(chǔ)是描述系統(tǒng)輸入-輸出關(guān)系的傳遞函數(shù)的經(jīng)典控制理論，尤其是自動控制的基本概念、基本原理及基本分析方法。為了在較少的學(xué)時內(nèi)，能使學(xué)生較系統(tǒng)地掌握控制理論中最基本的理論和分析設(shè)計方法，本書在內(nèi)容的組織上力求做到重點(diǎn)突出、深入淺出，刪去經(jīng)典控制理論中一些工程中不常用的陳舊內(nèi)容。本書共分9章：其中第1-3章是控制理論的基本部分；第4-6章主要介紹時間響應(yīng)的快速性、穩(wěn)定性及精確性；第7章介紹根軌跡法；第8章主要研究頻率響應(yīng)，在頻域中討論系統(tǒng)的性能及穩(wěn)定性問題等；第9章主要討論系統(tǒng)的校正問題。本書由陸文主編，第1、7、8章由陸文編寫，第2、3章由黃曉波編寫，第4、9章由周志峰編寫，第5、6章由胡秀娟編寫。本書得到了上海工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的大力支持，在此表示衷心的感謝。由于編者水平有限，加之時間倉促，書中難免會存在一些錯誤與不足之處，敬請專家及讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書是為機(jī)械工程類專業(yè)本科學(xué)生編寫的教材，主要是研究單輸入-單輸出線性定常系統(tǒng)的分析和設(shè)計問題，其理論基礎(chǔ)是描述系統(tǒng)輸入-輸出關(guān)系的傳遞函數(shù)的經(jīng)典控制理論。全書內(nèi)容包括控制理論的概述、控制系統(tǒng)的微分方程、傳遞函數(shù)、時間響應(yīng)、穩(wěn)定性分析、誤差計算、根軌跡分析法、頻率響應(yīng)法及校正等。本書注重對自動控制的基本內(nèi)容、基本概念、基本理論和基本分析方法的闡述，深入淺出，重點(diǎn)突出，便于學(xué)生自學(xué)。

書籍目錄

1 概述  1.1 簡況  1.2 自動控制的基本方式    1.2.1 開環(huán)控制    1.2.2 閉環(huán)控制    1.2.3 閉環(huán)控制的組成  1.3 自動控制系統(tǒng)的工作原理    1.3.1 速度控制系統(tǒng)    1.3.2 水位控制系統(tǒng)    1.3.3 位置隨動系統(tǒng)  1.4 對控制系統(tǒng)的性能要求    1.4.1 穩(wěn)定性    1.4.2 快速性    1.4.3 精確性  習(xí)題1 2 控制系統(tǒng)的微分方程  2.1 建立系統(tǒng)微分方程的一般方法和步驟    2.1.1 微分方程的一般特征    2.1.2 建立微分方程的一般步驟    2.1.3 理想元件的微分方程描述    2.1.4 機(jī)械系統(tǒng)的微分方程    2.1.5 電氣系統(tǒng)的微分方程    2.1.6 機(jī)電系統(tǒng)的微分方程  2.2 線性系統(tǒng)及其齊次性和疊加性    2.2.1 線性系統(tǒng)    2.2.2 線性系統(tǒng)的齊次性    2.2.3 線性系統(tǒng)的疊加性  2.3 非線性數(shù)學(xué)模型線性化    2.3.1 線性化的基本概念    2.3.2 小偏差線性化    2.3.3 線性化的數(shù)學(xué)意義和步驟  習(xí)題2 3 傳遞函數(shù)  3.1 數(shù)學(xué)工具--拉普拉斯變換與反變換    3.1.1 拉氏變換的基本概念    3.1.2 拉氏變換基本定理    3.1.3 拉氏反變換    3.1.4 拉氏變換應(yīng)用舉例  3.2 傳遞函數(shù)    3.2.1 傳遞函數(shù)的定義和性質(zhì)    3.2.2 傳遞函數(shù)的零點(diǎn)和極點(diǎn)    3.2.3 典型環(huán)節(jié)的分類    3.2.4 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)  3.3 系統(tǒng)方塊圖及其傳遞函數(shù)    3.3.1 方塊圖的組成     3.3.2 方塊圖的繪制    3.3.3 利用方塊圖的簡化求取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)    3.3.4 利用梅遜公式求取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)  3.4 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)    3.4.1 系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)    3.4.2 閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)    3.4.3 閉環(huán)系統(tǒng)的偏差傳遞函數(shù)  習(xí)題3 4 時間響應(yīng)分析  4.1 時間響應(yīng)及其性能指標(biāo)    4.1.1 時間響應(yīng)的概念    4.1.2 典型信號的時間響應(yīng)    4.1.3 任意輸入函數(shù)作用下的系統(tǒng)響應(yīng)    4.1.4 時間響應(yīng)的性能指標(biāo)  4.2 一階系統(tǒng)的時間響應(yīng)    4.2.1 單位階躍響應(yīng)    4.2.2 單位斜坡響應(yīng)    4.2.3 單位脈沖響應(yīng)  4.3 二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)    4.3.1 單位階躍響應(yīng)    4.3.2 單位斜坡響應(yīng)    4.3.3 單位脈沖響應(yīng)  4.4 高階系統(tǒng)的時間響應(yīng)    4.4.1 三階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)    4.4.2 高階系統(tǒng)的主導(dǎo)極點(diǎn)    4.4.3 高階系統(tǒng)的時間響應(yīng)分析  習(xí)題4 5 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其時域判據(jù)6 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差7 根軌跡分析法8 頻率響應(yīng)法9 控制系統(tǒng)的校正參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：

編輯推薦

《控制理論基礎(chǔ)》適用于機(jī)械工程類專業(yè)本科學(xué)生教學(xué)及自學(xué)使用。

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