自動(dòng)控制原理

前言

　　本教材系按電子工業(yè)部的《1996-2000年全國電子信息類專業(yè)教材編審出版規(guī)劃》，由全國高校自動(dòng)控制專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)編審、推薦出版。本教材由華南理工大學(xué)高國粱擔(dān)任主編，主審是哈爾濱工業(yè)大學(xué)王廣雄，責(zé)任編委是華中理工大學(xué)的汪秉文。　　本教材的參考學(xué)時(shí)數(shù)為90學(xué)時(shí)，其主要內(nèi)容包括經(jīng)典控制理論的線性定常系統(tǒng)理論、非線性系統(tǒng)理論和線性離散系統(tǒng)理論。第一章介紹自動(dòng)控制系統(tǒng)的一般概念；第二章介紹控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；第三章論述時(shí)域分析法；第四章論述根軌跡法；第五章論述頻率響應(yīng)分析法；第六章為線性定常系統(tǒng)校正裝置的綜合；第七章論述非線性系統(tǒng)理論，分別介紹描述函數(shù)法和相平面分析法；第八章介紹線性離散系統(tǒng)的基本理論及離散控制系統(tǒng)的分析?！　∈褂帽窘滩那埃x者應(yīng)具有高等數(shù)學(xué)、運(yùn)算微積初步、電路分析、電子技術(shù)、電機(jī)等方面的知識(shí)。使用本教材，最好能安排20學(xué)時(shí)左右的實(shí)驗(yàn)課時(shí)，以便使讀者更好地掌握本教材所論述的基本慨念、基本理論和分析方法。此外，為便于讀者自學(xué)，即將出版與本教材配套的《自動(dòng)控制原理精選題型詳解》?！　”緯谝?、二、四、五、六章由華南理工大學(xué)余文烋教授編寫，第三、七、八章由高國燊教授編寫。書稿經(jīng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)王廣雄教授主審，他為本書提出許多寶貴意見；在編寫本書的過程中，編者參考了由周其節(jié)教授主編的《自動(dòng)控制原理》（華南理工大學(xué)出版社出版，1989），得益甚多，在此向他們表示誠摯的感謝。由于編者水平有限，書中難免還存在一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，殷切希望廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《自動(dòng)控制原理（第3版）》的內(nèi)容包括經(jīng)典控制理論的線性定常系統(tǒng)理論（時(shí)域分析法、根軌跡法、頻率響應(yīng)法等），非線性系統(tǒng)理論和線性離散（時(shí)間）控制系統(tǒng)理論等。《自動(dòng)控制原理（第3版）》在保持課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和連貫性的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)突出，篇幅精簡。各章均有較豐富的例題和習(xí)題，便于讀者自學(xué)。　　《自動(dòng)控制原理（第3版）》可作為高等學(xué)校工科自動(dòng)化專業(yè)及相近專業(yè)的教材，也可供有關(guān)專業(yè)師生及從事自動(dòng)化方面工作的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章 緒論第一節(jié) 引言第二節(jié) 自動(dòng)控制的基本概念第三節(jié) 自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成第四節(jié) 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類第五節(jié) 自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例第六節(jié) 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求及本課程的研究內(nèi)容本章小結(jié)習(xí)題第二章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型第一節(jié) 控制系統(tǒng)微分方程的編寫第二節(jié) 傳遞函數(shù)第三節(jié) 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及其等效變換第四節(jié) 自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)第五節(jié) 信號(hào)流圖第六節(jié) 脈沖響應(yīng)函數(shù)本章小結(jié)習(xí)題第三章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)域分析第一節(jié) 穩(wěn)定性和代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)第二節(jié) 典型輸入信號(hào)和階躍響應(yīng)性能指標(biāo)第三節(jié) 一階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)第四節(jié) 二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)第五節(jié) 高階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能第六節(jié) 穩(wěn)態(tài)誤差分析第七節(jié) 基本控制規(guī)律的分析第八節(jié) 利用MATLAB進(jìn)行時(shí)域分析本章小結(jié)習(xí)題第四章 根軌跡分析法第一節(jié) 根軌跡的基本概念第二節(jié) 繪制根軌跡的基本法則第三節(jié) 控制系統(tǒng)根軌跡的繪制第四節(jié) 求取閉環(huán)系統(tǒng)零、極點(diǎn)的方法第五節(jié) 增加開環(huán)零、極點(diǎn)對(duì)根軌跡的影響第六節(jié) 控制系統(tǒng)的根軌跡法分析舉例第七節(jié) 利用MATLAB繪制根軌跡圖本章小結(jié)習(xí)題第五章 頻率特性分析法第一節(jié) 頻率特性的基本概念第二節(jié) 頻率特性的幾種圖示方法第三節(jié) 典型環(huán)節(jié) 的頻率特性第四節(jié) 系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性第五節(jié) 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)第六節(jié) 穩(wěn)定裕度第七節(jié) 利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能第八節(jié) 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能第九節(jié) 利用MATLAB繪制頻率特性曲線圖本章小結(jié)習(xí)題第六章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的校正第一節(jié) 控制系統(tǒng)校正的基本概念第二節(jié) 常用校正裝置及其特性第三節(jié) 自動(dòng)控制系統(tǒng)的頻率法校正第四節(jié) 串聯(lián)校正裝置的根軌跡法設(shè)計(jì)第五節(jié) 串聯(lián)校正裝置的期望對(duì)數(shù)頻率特性設(shè)計(jì)法第六節(jié) 并聯(lián)校正裝置的設(shè)計(jì)第七節(jié) MATLAB單輸入單輸出系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具SISO Design Tool本章小結(jié)習(xí)題第七章 非線性控制系統(tǒng)的分析方法第一節(jié) 非線性控制系統(tǒng)概述第二節(jié) 相平面分析法第三節(jié) 非線性控制系統(tǒng)的MATLAB仿真舉例本章小結(jié)習(xí)題第八章 線性離散（時(shí)間）控制系統(tǒng)分析第一節(jié) 線性離散（時(shí)間）控制系統(tǒng)的基本概念第二節(jié) 采樣過程和采樣定理第三節(jié) Z變換第四節(jié) 離散（時(shí)間）控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型第五節(jié) 離散(時(shí)間)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析第六節(jié) 離散(時(shí)間)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析第七節(jié) 離散(時(shí)間)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析第八節(jié) 離散(時(shí)間)控制系統(tǒng)的校正本章小結(jié)習(xí)題附錄附錄I 常用函數(shù)拉氏變換表附錄Ⅱ 拉氏變換的一些定理附錄Ⅲ Z變換表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一章 緒論　　本章將從人工控制與自動(dòng)控制過程的比較入手，簡要介紹自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展過程與展望、自動(dòng)控制的基本概念、定義及有關(guān)的名詞、術(shù)語。進(jìn)而引出自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成和分類方法，以及工程上對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求，從而給本課程的研究對(duì)象和學(xué)習(xí)目的提供一個(gè)較為清晰的輪廓?！　〈送?，本章還介紹了自動(dòng)控制系統(tǒng)在各行業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例，以便使讀者對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的廣泛性有較深的認(rèn)識(shí)，并對(duì)各種不同類型控制系統(tǒng)的工作原理有進(jìn)一步的理解，為以后各章節(jié)的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)?！　〉谝还?jié) 引言　　自動(dòng)控制學(xué)科由自動(dòng)控制技術(shù)和自動(dòng)控制理論兩部分組成?！　〗鼛资陙恚詣?dòng)控制技術(shù)正在迅猛地發(fā)展，并在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國防建設(shè)和航空、航天事業(yè)等領(lǐng)域中獲得廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)至今已滲透到各種學(xué)科領(lǐng)域，成為促進(jìn)當(dāng)代生產(chǎn)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重要因素。　　所謂自動(dòng)控制，是指在沒有人直接參與的情況下，利用自動(dòng)控制裝置（簡稱控制器）使整個(gè)生產(chǎn)過程或工作機(jī)械（稱為被控對(duì)象）自動(dòng)地按預(yù)先規(guī)定的規(guī)律運(yùn)行，或使它的某些物理量（稱為被控量）按預(yù)定的要求產(chǎn)生變化。

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