自動(dòng)控制理論

內(nèi)容概要

本教材比較全面地闡述了自動(dòng)控制理論的基本內(nèi)容。全書(shū)共分8章，主要講述了自動(dòng)控制的基本概念，控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立，用時(shí)域分析、根軌跡及頻域方法對(duì)連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行分析，對(duì)控制系統(tǒng)的校正方法進(jìn)行了研究，對(duì)采樣控制理論的基本內(nèi)容和現(xiàn)代控制理論的基本內(nèi)容進(jìn)行了介紹。各章均安排采用MATLAB仿真的控制系統(tǒng)分析與應(yīng)用實(shí)例。    本書(shū)適合作為電氣工程及自動(dòng)化、電子科學(xué)與技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)作為教材及教學(xué)參考書(shū)，也可供有關(guān)師生和專業(yè)工程技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

沈傳文，西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院副教授。博士。
1985年就讀于西安交通大學(xué)。
1991年西安交通大學(xué)電氣學(xué)院控制理論專業(yè)碩士研究生畢業(yè)。
1997年7月西安交通大學(xué)電氣學(xué)院電機(jī)專業(yè)博士研究生畢業(yè)。
2002年在加拿大多倫多大學(xué)做訪問(wèn)學(xué)者一年。
現(xiàn)在西安交通大學(xué)電氣學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化專業(yè)工作，1997年評(píng)為講師，1999年6月評(píng)為副教授。先后參加科研項(xiàng)目十余項(xiàng)，發(fā)表論文20余篇，和他人合作專著兩本。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論  1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念與發(fā)展  1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本控制方式  1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本類型  1.4 對(duì)控制系統(tǒng)的要求和本書(shū)內(nèi)容簡(jiǎn)介  1.5 連續(xù)設(shè)計(jì)示例：硬盤讀寫系統(tǒng)  1.6 小結(jié)  習(xí)題第2章 線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  2.1 引言  2.2 典型環(huán)節(jié)的微分方程  2.3 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)  2.4 線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖  2.5 線性系統(tǒng)的信號(hào)流圖  2.6 線性控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立  2.7 非線性數(shù)學(xué)模型的線性化  2.8 響應(yīng)曲線法辨識(shí)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  2.9 利用MATLAB建立SISO系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  2.10 連續(xù)設(shè)計(jì)示例：硬盤讀寫系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立  2.11 小結(jié)  習(xí)題第3章 線性系統(tǒng)的時(shí)域分析  3.1 典型試驗(yàn)信號(hào)與系統(tǒng)性能指標(biāo)  3.2 一階系統(tǒng)的時(shí)域分析  3.3 二階系統(tǒng)的時(shí)域分析  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  3.6 線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算  3.7 基于MATLAB的線性系統(tǒng)時(shí)域分析  3.8 連續(xù)設(shè)計(jì)示例：硬盤讀寫系統(tǒng)的時(shí)域分析  3.9 小結(jié)  習(xí)題第4章 線性系統(tǒng)的根軌跡法  4.1 根軌跡法的基本概念  4.2 根軌跡的基本條件  4.3 繪制根軌跡的基本規(guī)則  4.4 參量根軌跡的繪制  4.5 用根軌跡法分析控制系統(tǒng)性能  4.6 用MATLAB繪制控制系統(tǒng)的根軌跡  4.7 連續(xù)設(shè)計(jì)示例：硬盤讀寫系統(tǒng)的根軌跡法  4.8 小結(jié)  習(xí)題第5章 線性系統(tǒng)的頻率法分析  5.1 頻率特性的基本概念  5.2 典型環(huán)節(jié)的頻率特性  5.3 系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性的繪制  5.4 用頻率法分析系統(tǒng)穩(wěn)定性  5.5 對(duì)數(shù)判據(jù)  5.6 用頻率法分析系統(tǒng)品質(zhì)  5.7 基于MATLAB的頻率法分析  5.8 連續(xù)設(shè)計(jì)示例：硬盤讀寫系統(tǒng)的頻率法分析  5.9 小結(jié)  習(xí)題第6章 線性系統(tǒng)的校正方法  6.1 系統(tǒng)校正概述  6.2 常用校正裝置及其特性  6.3 串聯(lián)校正  6.4 應(yīng)用頻率法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正  6.5 按期望模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正  6.6 用MATLAB實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)校正  6.7 連續(xù)設(shè)計(jì)示例：硬盤讀寫系統(tǒng)的校正  6.8 小結(jié)  習(xí)題第7章 線性離散系統(tǒng)的分析與綜合第8章 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與設(shè)計(jì)附錄1 常用函數(shù)的拉氏變換和Z變換對(duì)照表附錄2 常用MATLAB命令參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念與發(fā)展　　1.1.1　自動(dòng)控制的定義與發(fā)展　　在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的眾多領(lǐng)域中，自動(dòng)控制技術(shù)起著越來(lái)越重要的作用。所謂自動(dòng)控制是指在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置操縱機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程，使其自動(dòng)按預(yù)定規(guī)律運(yùn)行的技術(shù)。　　這里所說(shuō)的外加設(shè)備或裝置，通常包括測(cè)量?jī)x器、控制裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。沒(méi)有檢測(cè)與執(zhí)行設(shè)備，單獨(dú)的控制器是無(wú)法發(fā)揮作用的?！　∽詣?dòng)控制理論是研究自動(dòng)控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)，它的發(fā)展初期是以反饋理論為基礎(chǔ)的自動(dòng)調(diào)節(jié)原理，主要用于工業(yè)控制，一般公認(rèn)1788年由瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)離心調(diào)速器是最早的自動(dòng)控制裝置。第二次世界大戰(zhàn)期間，人們?cè)O(shè)計(jì)和制造飛機(jī)及船用自動(dòng)駕駛儀、火炮定位系統(tǒng)、雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)以及其它基于反饋原理的軍用裝備，進(jìn)一步促進(jìn)并完善了自動(dòng)控制理論的發(fā)展。到二戰(zhàn)結(jié)束后已形成完整的自動(dòng)控制理論體系，這就是以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)的經(jīng)典控制理論，它主要研究單輸入一單輸出、線性定常控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)問(wèn)題?！　?0世紀(jì)60年代初期，為適應(yīng)宇航技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了區(qū)別于經(jīng)典理論的現(xiàn)代控制理論。它主要研究具有高性能、高精度的多變量變參數(shù)系統(tǒng)的最優(yōu)控制問(wèn)題，主要采用的方法是以狀態(tài)為基礎(chǔ)的狀態(tài)空間法，該方法大量借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)處理和計(jì)算，可以說(shuō)現(xiàn)代控制方法是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而建立起來(lái)的。目前，自動(dòng)控制理論的研究還在繼續(xù)，朝著以控制論、信息論、仿生學(xué)為基礎(chǔ)的智能控制理論方向深入發(fā)展。

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