自動控制原理習題精解及MATLAB實現(xiàn)

前言

自動控制理論與技術(shù)已廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、航空、航天、經(jīng)濟、生物、醫(yī)學、環(huán)境等眾多行業(yè)和社會領(lǐng)域，極大地提高了社會勞動生產(chǎn)率，提高了人民的生活水平和質(zhì)量。在當今的社會中，自動化裝置無處不在，為人類文明進步不斷作出重要貢獻。MATLAB是MathWorks公司于1984年推出的高性能計算與仿真軟件，至今已歷經(jīng)10余個版本的不斷完善，應用MATLAB／Simulink解決控制系統(tǒng)的分析與綜合問題，已成為必然的發(fā)展趨勢。本書中給出了大量應用MATLAB／Simulink解決習題求解的實例，熟練掌握MATLAB／Simulink軟件解決控制問題的分析與設計，不僅可以大大提高問題求解的效率，而且更有助于深入理解控制問題的本質(zhì)，起到事半功倍的效果。本書是為配合胡壽松教授主編的《自動控制原理簡明教程（第二版）》（北京：科學出版社，2008）編寫的學習輔導教材及習題解答。第一～九章均按照知識要點和習題精解兩大部分進行編排，第一、二章分別為控制系統(tǒng)介紹和控制系統(tǒng)的數(shù)學模型建立與求解，第三章為線性系統(tǒng)的時域分析法，第四章為線性系統(tǒng)的根軌跡法，第五、六章為線性系統(tǒng)的頻域分析與校正方法，第七章為線性離散系統(tǒng)的分析法，第八章為非線性控制系統(tǒng)分析，第九章為線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合，第十章介紹了MATLAB／Simulink的發(fā)展與應用，第十一章給出了部分考研直題與求解。

內(nèi)容概要

本書為21世紀高等學校規(guī)劃教材。    全書共分十一章，主要內(nèi)容包括控制系統(tǒng)介紹、控制系統(tǒng)的數(shù)學模型建立與求解、線性系統(tǒng)的時域分析法、線性系統(tǒng)的根軌跡法、系統(tǒng)的頻域分析與校正方法、線性離散系統(tǒng)的分析法、非線性控制系統(tǒng)分析、線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合、MATLAB/Simulink的發(fā)展與應用、部分考研真題與求解，每章均按照知識要點和習題精解兩大部分進行編排。    本書可作為高等學校自動化及相關(guān)專業(yè)“自動控制原理”課程的教學輔導用書和考研參考書，也可供自學自動控制原理的科技人員及工程技術(shù)人員學習和參考。

書籍目錄

前言第一章  控制系統(tǒng)導論  一、本章知識要點  二、習題精解第二章  控制系統(tǒng)的數(shù)學模型  一、本章知識要點  二、習題精解第三章  線性系統(tǒng)的時域分析法  一、本章知識要點  二、習題精解第四章  線性系統(tǒng)的根軌跡法  一、本章知識要點  二、習題精解第五章  線性系統(tǒng)的頻域分析法  一、本章知識要點  二、習題精解第六章  線性系統(tǒng)的校正方法  一、本章知識要點  二、習題精解第七章  線性離散系統(tǒng)的分析  一、本章知識要點  二、習題精解第八章  非線性控制系統(tǒng)分析  一、本章知識要點  二、習題精解第九章  線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合  一、本章知識要點  二、習題精解第十章  MATLAB簡介  一、MATLAB介紹  二、Simulink介紹  三、MATLAB部分常用函數(shù)第十一章  考研題解參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1.自動控制的基本原理自動控制：在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置（稱控制裝置或控制器），使機器、設備或生產(chǎn)過程（統(tǒng)稱被控對象）的某個工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控量）自動地按照預定的規(guī)律運行。自動控制理論：自動控制理論是研究自動控制共同規(guī)律的技術(shù)科學。自動控制系統(tǒng)：為了實現(xiàn)各種復雜的控制任務，將被控對象和控制裝置按照一定的方式連接起來，組成一個有機總體，即為自動控制系統(tǒng)。反饋：把取出輸出量送回到輸入端，并與輸入信號相比較產(chǎn)生偏差信號的過程，稱為反饋。負、正反饋：若反饋的信號是與輸入信號相減，使產(chǎn)生的偏差越來越小，則稱為負反饋；反之，則稱為正反饋。反饋控制：反饋控制就是采用負反饋并利用偏差進行控制的過程，也稱為閉環(huán)控制。反饋控制原理：在反饋控制系統(tǒng)中，控制裝置對被控對象施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量與輸入量之間的偏差，從而實現(xiàn)對被控對象進行控制的任務，即為反饋控制的原理。反饋控制系統(tǒng)基本組成：由被控對象和控制裝置（控制器）兩大部分組成，其中控制裝置由測量元件、給定元件、比較元件、放大元件、執(zhí)行元件、校正元件等組成，具體如下：（1）測量元件：檢測被控制的物理量，如果該物理量是非電量，一般要轉(zhuǎn)換為電量。（2）給定元件：給出與期望的被控量相對應的系統(tǒng)輸入量。（3）比較元件：把測量元件檢測的被控量實際值與給定元件給出的輸入量進行比較，求出它們之間的偏差。（4）放大元件：將比較元件給出的偏差信號進行放大，推動執(zhí)行元件去控制被控對象。（5）執(zhí)行元件：直接推動被控對象，使其被控量發(fā)生變化。（6）校正元件：也稱補償元件，它是結(jié)構(gòu)或參數(shù)便于調(diào)整的元部件，用串聯(lián)或反饋的方式連接在系統(tǒng)中，以改善系統(tǒng)的性能。單回路系統(tǒng)：只包含一個主反饋通路的系統(tǒng)稱為單回路系統(tǒng)。多回路系統(tǒng)：有兩個或兩個以上反饋通路的系統(tǒng)稱為多回路系統(tǒng)。

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