自動控制原理與系統(tǒng)

內(nèi)容概要

本書根據(jù)高等教育自動控制理論課程的教學要求，從注重理論基礎與基本概念、拓寬專業(yè)面的目的出發(fā)，結(jié)合自動化技術(shù)類專業(yè)及其他相近專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)和教學特點，比較全面地闡述了經(jīng)典控制理論的基本內(nèi)容。全書共分8章，前6章主要介紹了線性定常系統(tǒng)理論（自動控制理論的基本概念與數(shù)學模型、時域分析法、頻率響應法和根軌跡法、系統(tǒng)的校正、采樣控制系統(tǒng)理論），第7章在前6章的基礎上介紹了兩個典型自動控制系統(tǒng)的設計方法，第8章簡單介紹了現(xiàn)代控制理論的一些知識。各章均備有例題和習題。在每個章節(jié)的后邊安排了基于MATLAB軟件的系統(tǒng)分析和設計實例，以適應計算機輔助教學的要求。    本書可作為高等學校自動化技術(shù)類、電子信息類各專業(yè)的教材，也可作為高職高專院校相關專業(yè)的教材和相關工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

1　緒論  1.1  自動控制與自動控制系統(tǒng)  1.2　自動控制系統(tǒng)的分類  1.3　對控制系統(tǒng)性能的要求  1.4　MATLAB軟件及其應用簡介  習題與思考題2　控制系統(tǒng)的數(shù)學模型  2.1　拉普拉斯變換及其應用  2.2　系統(tǒng)的微分方程  2.3　傳遞函數(shù)  2.4　結(jié)構(gòu)圖及其等效變換  2.5　信號流圖及梅遜公式應用  2.6　典型環(huán)節(jié)的數(shù)學模型和典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)  2.7　數(shù)學模型在MATLAB中的表示與變換  習題與思考題3　控制系統(tǒng)的時域性能分析  3.1　時域分析法的基礎知識  3.2　一階系統(tǒng)的時域分析  3.3　二階系統(tǒng)的時域分析  3.4　高階系統(tǒng)的暫態(tài)響應  3.5　控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析  3.6　控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差  3.7　用MATLAB和Simulink進行瞬態(tài)響應分析  習題與思考題4　控制系統(tǒng)的頻率特性和根軌跡　4.1　頻率特性　4.2　典型環(huán)節(jié)和開環(huán)系統(tǒng)頻率特性　4.3　頻率穩(wěn)定性判據(jù)　4.4　控制系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性　4.5　根軌跡的基本概念　4.6　根軌跡繪制的基本法則　4.7　頻率特性分析的MATLAB實現(xiàn) 習題與思考題5　自動控制系統(tǒng)的校正  5.1　概述  5.2　典型的校正裝置（調(diào)節(jié)器）  5.3　串聯(lián)校正  5.4　反饋校正  5.5　復合校正  5.6　MATLAB仿真在校正中的應用  習題與思考題6　線性離散系統(tǒng)的分析與綜合  6.1　離散系統(tǒng)概述  6.2　采樣與保持  6.3　z變換  6.4　采樣控制系統(tǒng)的數(shù)學模型  6.5　采樣控制系統(tǒng)的性能分析  6.6　采樣控制系統(tǒng)的設計和計算機仿真及其應用舉例  習題與思考題7　控制系統(tǒng)  7.1　關于模型化問題  7.2　速度控制系統(tǒng)的設計  7.3　位置隨動控制系統(tǒng)設計  習題與思考題8　現(xiàn)代控制理論概述  8.1　從古典控制理論到現(xiàn)代控制理論  8.2　現(xiàn)代控制理論的基本內(nèi)容  8.3　系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述  習題與思考題附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1　緒論　　1.3　對控制系統(tǒng)性能的要求　　在控制過程中，一個理想的控制系統(tǒng)始終應使被控量（輸出）等于給定值（輸入）。但是，由于機械部分質(zhì)量、慣量的存在，電路中儲能元件的存在以及能源功率的限制，使得運動部件的加速度受到限制，速度和位置難以在瞬間發(fā)生變化。所以，當給定值變化時，被控量不可能立即等于給定值，而需要經(jīng)過一個過渡過程，即動態(tài)過程。所謂動態(tài)過程就是指系統(tǒng)受到外加信號（給定值或擾動）作用后，被控量隨時間變化的全過程。　　動態(tài)過程可以反映系統(tǒng)內(nèi)在性能的好壞，而常見的評價系統(tǒng)優(yōu)劣的性能指標也是從動態(tài)過程中定義出來的。對系統(tǒng)性能的基本要求有三個方面?！　?．穩(wěn)定性　　穩(wěn)定性是這樣來表述的：系統(tǒng)受到外力作用后，其動態(tài)過程的振蕩傾向和系統(tǒng)恢復平衡的能力。如果系統(tǒng)受外力作用后，經(jīng)過一段時間，其被控量可以達到某一穩(wěn)定狀態(tài)，則稱系統(tǒng)是穩(wěn)定的，否則稱為不穩(wěn)定的。其中，圖1.7（a）為在給定信號作用下被控量發(fā)散的情況受擾動d（f）作用后，被控量不能恢復平衡的情況。另外，若系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩，即處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，也視為不穩(wěn)定。穩(wěn)定系統(tǒng)的動態(tài)過程　　顯然，不穩(wěn)定的系統(tǒng)是無法正常工作的。一個能在生產(chǎn)實際中應用的系統(tǒng)，不僅應該是穩(wěn)定的，而且在動態(tài)過程中的振蕩也不能太大，否則不能滿足生產(chǎn)實際的要求，甚至會導致系統(tǒng)部件的松動和破壞?！　?．快速性　　快速性是通過動態(tài)過程時間長短表征的。過渡過程時間越短，表明快速性越好，反之表明快速性較差?？焖傩员砻髁讼到y(tǒng)輸出c（t）對輸入r（t）響應的快慢程度。系統(tǒng)響應越快，說明系統(tǒng)的輸出復現(xiàn)輸入信號的能力越強。

編輯推薦

　　可作為高等學校自動化技術(shù)類、電子信息類各專業(yè)的教材，也可作為高職高專院校相關專業(yè)的教材和相關工程技術(shù)人員的參考書。

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