自動(dòng)控制原理

內(nèi)容概要

本書是在2004年7月第1版的基礎(chǔ)上修訂而成的。本書以經(jīng)典控制理論為基礎(chǔ)內(nèi)容，系統(tǒng)地論述了生產(chǎn)過程控制中所必需的基礎(chǔ)理論。從控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型出發(fā)，重點(diǎn)介紹了控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法、采樣系統(tǒng)分析法和系統(tǒng)校正。全書共分8章。第1章總體介紹控制系統(tǒng)的發(fā)展概況，基本結(jié)構(gòu)、類型及研究方法，為后續(xù)內(nèi)容提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)。第2章以微分方程為基礎(chǔ)，以傳遞函數(shù)為手段，主要討論典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型。第3章以時(shí)域響應(yīng)分析法分析系統(tǒng)。第4章以根軌跡法分析系統(tǒng)。第5章以頻域分析法分析系統(tǒng)。第6章主要介紹依據(jù)頻率分析方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、校正。第7章主要介紹采樣系統(tǒng)的基本概念以及基本的分析方法。第8章介紹狀態(tài)空間分析方法。另外還有兩個(gè)附錄，主要介紹拉普拉斯變換基礎(chǔ)知識(shí)。    本書可作為高職高專類院校通信及電子技術(shù)專業(yè)“自動(dòng)控制原理”課程教材，也可作為其他非控制類專業(yè)的備選教材，還可供有關(guān)技術(shù)人員參考。    ★本書配有電子教案，需要者可登錄出版社網(wǎng)站，免費(fèi)下載。

書籍目錄

第1章　緒論  1.1  引言    1.1.1  自動(dòng)控制理論概述    1.1.2  自動(dòng)控制的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀    1.1.3  自動(dòng)控制的基本方法    1.1.4　控制系統(tǒng)的分類    1.1.5　控制系統(tǒng)的研究內(nèi)容和方法    1.1.6　對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求  習(xí)題第2章　控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型　2.1　列寫系統(tǒng)的微分方程    2.1.1　機(jī)械系統(tǒng)    2.1.2  電路系統(tǒng)    2.1.3　機(jī)電系統(tǒng)    2.1.4　非線性方程的線性化　2.2　傳遞函數(shù)  　2.2.1　傳遞函數(shù)的概念　  2.2.2　傳遞函數(shù)的定義　  2.2.3　傳遞函數(shù)的性質(zhì)　  2.2.4　傳遞函數(shù)的求法　2.3　系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖  　2.3.1　動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖　  2.3.2　動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的繪制  　2.3.3　動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的基本連接方式　2.4　動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換  　2.4.1　相加點(diǎn)的移動(dòng)　  2.4.2　分支點(diǎn)的移動(dòng)　2.5　信號(hào)流圖與梅遜公式　  2.5.1　信號(hào)流圖的組成　  2.5.2　信號(hào)流圖的繪制　  2.5.3　梅遜（S.J.Mason）公式　2.6　系統(tǒng)的傳遞函數(shù)　  2.6.1　閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)　  2.6.2  給定輸入信號(hào)r（f）作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)　  2.6.3　擾動(dòng)信號(hào)n（f）作用F的閉環(huán)傳遞函數(shù)　  2.6.4　系統(tǒng)的總輸出　  2.6.5　閉環(huán)系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)　習(xí)題第3章　時(shí)域分析法  3.1　系統(tǒng)性能指標(biāo)及動(dòng)態(tài)性能分析    3.1.1　典型輸入信號(hào)和時(shí)域性能指標(biāo)    3.1.2　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)的單位階躍響應(yīng)    3.2.2　一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)    3.2.3　一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)  3.3　二階系統(tǒng)的時(shí)域分析    3.3.1　二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)    3.3.2　二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)    3.3.3　改善二階系統(tǒng)性能的措施  3.4　高階系統(tǒng)的時(shí)域分析  3.5　控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析    3.5.1　系統(tǒng)穩(wěn)定的充分與必要條件    3.5.2　勞斯（Routh）穩(wěn)定判據(jù)    3.5.3　兩種特殊情況    3.5.4　勞斯穩(wěn)定判據(jù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用  3.6　控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析    3.6.1　給定信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差及誤差系數(shù)    3.6.2　擾動(dòng)信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差    3.6.3　改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的方法  習(xí)題第4章　根軌跡法  4.1　根軌跡的基本概念    4.1.1　基本概念    4.1.2　概軌跡的特點(diǎn)    4.1.3　根軌跡方程    4.1.4　根軌跡方程的應(yīng)用  4.2　繪制根軌跡的一般規(guī)則    4.2.1　根軌跡的分支數(shù)    4.2.2　根軌跡的連續(xù)性與對(duì)稱性    4.2.3　根軌跡的起點(diǎn)與終點(diǎn)    4.2.4　根軌跡的漸近線    4.2.5　實(shí)軸上的根軌跡    4.2.6　根軌跡的分離點(diǎn)和會(huì)合點(diǎn)    4.2.7  出射角與入射角    4.2.8　根軌跡與虛軸的交點(diǎn)    4.2.9　閉環(huán)極點(diǎn)的和與積    4.2.10　開環(huán)增益K*的求取  4.3　控制系統(tǒng)根軌跡分析    4.3.1　閉環(huán)零、極點(diǎn)與系統(tǒng)的階躍響應(yīng)    4.3.2　利用主導(dǎo)極點(diǎn)估算系統(tǒng)的性能指標(biāo)　……第5章　頻域分析法第6章　系統(tǒng)的校正方法第7章　線性離散系統(tǒng)的分析與綜合第8章　狀態(tài)空間分析方法附錄A　拉普拉斯變換附錄B　常見函數(shù)拉普拉斯變換對(duì)照表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　引言　　1.1.1　自動(dòng)控制理論概述　　自動(dòng)控制理論是研究各種自動(dòng)控制過程共同規(guī)律的技術(shù)學(xué)科。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)理論。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)控制原理已發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科，它包括工程控制論、生物控制論、經(jīng)濟(jì)控制論和社會(huì)控制論。工程控制論是控制論中最成熟的分支，主要研究工程領(lǐng)域中控制系統(tǒng)信息分析、變換、傳送的一般理論與設(shè)計(jì)應(yīng)用。自動(dòng)控制理論是工程控制論的一個(gè)分支，它只研究自動(dòng)控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的一般方法。根據(jù)自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展的不同階段，自動(dòng)控制理論可分為“經(jīng)典控制理論”和“現(xiàn)代控制理論”兩大部分?！　〗?jīng)典控制理論是指20世紀(jì)50年代末期所發(fā)展形成的理論體系。經(jīng)典控制理論主要是研究單輸入一單輸出線性定常系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)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)，主要采用時(shí)域分析方法和頻域分析方法?！　‖F(xiàn)代控制理論是在20世紀(jì)60年代初期，為適應(yīng)更復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，研究具有高性能、高精度的多輸人一多輸出系統(tǒng)而出現(xiàn)的新的控制理論?！　∽詣?dòng)控制原理是一門自動(dòng)控制專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程，它屬于技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程講述的是自動(dòng)控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的一些基本方法，譬如根軌跡法、頻域響應(yīng)法、狀態(tài)空間法等。它使用的系統(tǒng)數(shù)字模型有傳遞函數(shù)和狀態(tài)模型等，所處理的系統(tǒng)為線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)等。本課程主要研究的系統(tǒng)是線性定常系統(tǒng)。

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