自動(dòng)控制原理與仿真

內(nèi)容概要

　　《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材：自動(dòng)控制原理與仿真（Scilab應(yīng)用）》共十章，主要內(nèi)容包括經(jīng)典控制原理與仿真概述，經(jīng)典控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，線性連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析，根軌跡分析、頻域分析、系統(tǒng)校正，PID控制參數(shù)整定及其系統(tǒng)仿真，線性離散時(shí)間控制系統(tǒng)分析，非線性控制系統(tǒng)的仿真分析，開(kāi)關(guān)量邏輯控制基礎(chǔ)知識(shí)。各章有小結(jié)、思考題與習(xí)題，以及相應(yīng)的Scilab/Xcos應(yīng)用舉例。 　　《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材：自動(dòng)控制原理與仿真（Scilab應(yīng)用）》可作為本科能源動(dòng)力類和高職高專電力技術(shù)類自動(dòng)控制原理課程的教材，也可作為生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化培訓(xùn)教材。

書(shū)籍目錄

前言 第一章 概述 第一節(jié) 自動(dòng)控制技術(shù)與系統(tǒng)組成 第二節(jié) 自動(dòng)控制系統(tǒng)分類 第三節(jié) 控制系統(tǒng)性能要求 第四節(jié) 自動(dòng)控制原理的基本內(nèi)容及應(yīng)用 第五節(jié) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與仿真應(yīng)用知識(shí) 本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第二章 經(jīng)典控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 第一節(jié) 經(jīng)典控制中的數(shù)學(xué)模型 第二節(jié) 微分方程與傳遞函數(shù) 第三節(jié) 典型環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型描述 第四節(jié) 方框圖及其等效變換 第五節(jié) 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 第六節(jié) 控制器的數(shù)學(xué)模型 第七節(jié) Scilab在系統(tǒng)數(shù)學(xué)描述中的應(yīng)用 本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第三章 線性連續(xù)控制系統(tǒng)的時(shí)域分析 第一節(jié) 典型輸入信號(hào)與時(shí)域響應(yīng)性能指標(biāo) 第二節(jié) 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 第三節(jié) 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析 第四節(jié) 高階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析 第五節(jié) 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析 第六節(jié) Scilab在時(shí)域分析中的應(yīng)用 本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第四章 線性連續(xù)系統(tǒng)的根軌跡分析 第一節(jié) 根軌跡分析法的基本概念 第二節(jié) 繪制根軌跡的基本規(guī)則和方法 第三節(jié) 用根軌跡分析系統(tǒng)性能 第四節(jié) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)根軌跡的影響 第五節(jié) Scilab在根軌跡分析中的應(yīng)用 本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第五章 線性連續(xù)控制系統(tǒng)的頻域分析 第一節(jié) 頻域分析法的基本概念 第二節(jié) 典型環(huán)節(jié)頻率特性 第三節(jié) 用頻域法分析系統(tǒng)性能 第四節(jié) Scilab在頻域分析法中的應(yīng)用 本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第六章 線性連續(xù)控制系統(tǒng)的校正 第一節(jié) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正的基本概念 第二節(jié) 局部反饋校正 第三節(jié) 前饋補(bǔ)償校正 第四節(jié) 串聯(lián)校正 本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第七章 PID控制參數(shù)整定及其系統(tǒng)仿真 第一節(jié) PID控制器 第二節(jié) PID參數(shù)整定方法 第三節(jié) PID參數(shù)工程整定法應(yīng)用仿真 第四節(jié) 大遲延控制系統(tǒng)和比值控制系統(tǒng)的仿真 本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第八章 線性離散時(shí)間控制系統(tǒng)的分析 第一節(jié) 離散時(shí)間控制系統(tǒng)的基本概念 第二節(jié) 信號(hào)的采樣和復(fù)現(xiàn) 第三節(jié) 差分法與差分方程 第四節(jié) Z變換與脈沖傳遞函數(shù) 第五節(jié) 線性離散時(shí)間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 第六節(jié) 線性定常離散時(shí)間系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 第七節(jié) 線性定常離散時(shí)間系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析 第八節(jié) 線性定常離散時(shí)間系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析 第九節(jié) 數(shù)字計(jì)算機(jī)控制及其采樣周期的影響 第十節(jié) 數(shù)字PID控制器及其系統(tǒng)仿真 本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第九章 非線性控制系統(tǒng)的仿真分析 第一節(jié) 非線性系統(tǒng)基本概念 第二節(jié) 典型的非線性特性環(huán)節(jié) 第三節(jié) 非線性系統(tǒng)的分析方法簡(jiǎn)介 第四節(jié) 非線性控制系統(tǒng)的Xcos仿真應(yīng)用分析 本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 第十章 開(kāi)關(guān)量邏輯控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 第一節(jié) 開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)基本概念 第二節(jié) 基本邏輯功能環(huán)節(jié) 第三節(jié) 可靠性技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 本章小結(jié) 思考題與習(xí)題 附錄 Scilab科學(xué)計(jì)算自由軟件應(yīng)用基礎(chǔ) 附錄A Scilab應(yīng)用基礎(chǔ) 附錄B Xcos應(yīng)用基礎(chǔ) 附錄C CACSD應(yīng)用基礎(chǔ) 附錄D Scilab部分常用指令函數(shù) 附錄E Scilab的許可協(xié)議參考譯文 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   離散時(shí)間控制系統(tǒng)與模擬量連續(xù)時(shí)間控制系統(tǒng)的本質(zhì)差別在于應(yīng)用了采樣開(kāi)關(guān)使連續(xù)時(shí)間信號(hào)在時(shí)間上離散，即形成在時(shí)間上離散的信號(hào)序列。 一般離散時(shí)間控制系統(tǒng)的信號(hào)變換過(guò)程。連續(xù)輸入信號(hào)，經(jīng)采樣器采樣后變換為離散信號(hào)，經(jīng)數(shù)字控制器處理后的離散控制信號(hào)，采用保持器將其轉(zhuǎn)換為連續(xù)輸出控制信號(hào)，去執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制被控對(duì)象。在離散系統(tǒng)中，采樣周期T必須滿足香農(nóng)定理的條件，以保證采樣信號(hào)可以復(fù)現(xiàn)原信號(hào)的全部信息。零階保持器可以保持相鄰采樣時(shí)刻之間的信號(hào)值，并可以濾去采樣時(shí)產(chǎn)生的高頻分量。 離散時(shí)間控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述形式，主要有差分方程，Z變換表示的脈沖傳遞函數(shù)、系統(tǒng)輸出量函數(shù)、離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。差分方程在時(shí)域中直觀表示，也便于計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算；Z域的Z變換和Z反變換是研究離散系統(tǒng)的有力工具，便于解算差分方程，描述系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，分析離散系統(tǒng)性能；離散系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖具體反映各環(huán)節(jié)特性，其中采樣開(kāi)關(guān)的位置會(huì)影響離散系統(tǒng)是采用系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)描述或是采用系統(tǒng)閉環(huán)輸出量函數(shù)描述。 采樣周期T的影響。由于采樣周期T在Z變換或脈沖傳遞函數(shù)或特征方程中會(huì)影響其零極點(diǎn)或特征根的分布，因此，采樣周期T的不同會(huì)影響到系統(tǒng)的響應(yīng)性能，以致影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 線性離散時(shí)間控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件：系統(tǒng)閉環(huán)特征根必須都位于Z平面以原點(diǎn)為中心的單位圓之內(nèi)，也可將特征方程雙線性變換變換到W域中應(yīng)用勞斯判據(jù)來(lái)判斷采樣系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 離散時(shí)間控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析。動(dòng)態(tài)性能包括控制系統(tǒng)時(shí)域性能指標(biāo)中的超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間、峰值時(shí)間、振蕩次數(shù)等。離散控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析方法主要有通過(guò)脈沖或階躍響應(yīng)求取動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)、閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)極點(diǎn)與動(dòng)態(tài)響應(yīng)形式的關(guān)系定性分析和主導(dǎo)閉環(huán)極點(diǎn)估算等方法。一般，當(dāng)穩(wěn)定離散時(shí)間控制系統(tǒng)閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的極點(diǎn)分布在單位圓內(nèi)的右半部，并靠近Z平面的坐標(biāo)原點(diǎn)和實(shí)軸時(shí)，有比較滿意的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。對(duì)于離散時(shí)間系統(tǒng)，可以應(yīng)用各極點(diǎn)距離單位圓的遠(yuǎn)近或極點(diǎn)模的大小之比來(lái)判別是否主導(dǎo)極點(diǎn)，因而也可以用主導(dǎo)極點(diǎn)分析離散時(shí)間高階系統(tǒng)近似的動(dòng)態(tài)特性。

編輯推薦

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