自動(dòng)控制原理

前言

本書(shū)是自動(dòng)化專業(yè)本科系列教材之一。根據(jù)系列教材內(nèi)容的分工，本書(shū)講述自動(dòng)控制理論中的經(jīng)典控制理論部分，作為80學(xué)時(shí)的《自動(dòng)控制原理》課程的教材，并和《現(xiàn)代控制理論》教材一起，向?qū)W生講授自動(dòng)控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的基本理論和方法。在編寫(xiě)中，特別考慮了以下幾點(diǎn)：1．處理和《信號(hào)與系統(tǒng)》的關(guān)系，注意和《信號(hào)與系統(tǒng)》內(nèi)容的銜接，避免不必要的重復(fù)。這樣有利于突出自動(dòng)控制系統(tǒng)作為一種特定的反饋系統(tǒng)自身的特點(diǎn)和相應(yīng)的分析設(shè)計(jì)方法。2．處理分析和設(shè)計(jì)的關(guān)系。工科學(xué)生學(xué)習(xí)自動(dòng)控制理論的目的主要在于應(yīng)用。對(duì)于工科學(xué)生應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)與綜合能力的培養(yǎng)。特別是在學(xué)生已經(jīng)有了《信號(hào)與系統(tǒng)》關(guān)于系統(tǒng)基本分析方法基礎(chǔ)的情況下，更應(yīng)如此。所以本教材以設(shè)計(jì)為主線來(lái)講述自動(dòng)控制的基本理論。當(dāng)然，分析是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本分析方法是學(xué)生首先應(yīng)當(dāng)掌握的。而在自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析中，響應(yīng)特性的分析比響應(yīng)的求解更重要。為此，本書(shū)以極點(diǎn)零點(diǎn)為線索講述系統(tǒng)的基本分析方法。3．處理和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的關(guān)系。近年來(lái)，控制界正越來(lái)越普遍地使用M．ATLAB等計(jì)算機(jī)軟件來(lái)解決控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的各種問(wèn)題。一方面，MATLAB的這種應(yīng)用必須以自動(dòng)控制理論為基礎(chǔ)。另一方面，它的應(yīng)用也使自動(dòng)控制理論中的一些難于應(yīng)用的方法變得容易應(yīng)用了；同時(shí)，又使在手工計(jì)算和圖解時(shí)的一些非常重要的方法和規(guī)則變得不那么重要了?？紤]到自動(dòng)控制理論和MATLAB之間的這種“互動(dòng)”關(guān)系，盡管作為一本自動(dòng)控制理論課程的教材，其任務(wù)不是教會(huì)學(xué)生使用MATLAB，本書(shū)仍然指出了MATLAB的一些可能的應(yīng)用。同時(shí)，也盡可能反映MATLJAB等計(jì)算機(jī)軟件對(duì)于控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法的影響。

內(nèi)容概要

本書(shū)內(nèi)容包括：自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念，物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)，系統(tǒng)的反饋控制及其特性，根軌跡設(shè)計(jì)方法，頻率響應(yīng)設(shè)計(jì)方法，數(shù)字控制系統(tǒng)，非線性控制系統(tǒng)，附錄和參考文獻(xiàn)等。　　本書(shū)適合于自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的本科生作教材使用，也可供有關(guān)科技工作者學(xué)習(xí)參考。

書(shū)籍目錄

第1章　自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念　1.1　自動(dòng)控制系統(tǒng)及其作用　1.2　開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)　1.3　控制系統(tǒng)的構(gòu)成　1.4　自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類和應(yīng)用　1.5　自動(dòng)控制理論發(fā)展簡(jiǎn)史　1.6　自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)與本書(shū)的主要內(nèi)容　小結(jié)　習(xí)題第2章　物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型　2.1　引言　2.2　系統(tǒng)的微分方程模型　2.3　非線性系統(tǒng)微分方程模型的線性化　2.4　傳遞函數(shù)　2.5　系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及其等效變換　2.6　自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)　2.7　信號(hào)流圖　小結(jié)　習(xí)題第3章　系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)　3.1　引言　3.2　系統(tǒng)的極點(diǎn)零點(diǎn)和自然響應(yīng)　3.3　標(biāo)準(zhǔn)二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)　以極點(diǎn)表示的性能指標(biāo)　3.4　增加零點(diǎn)和極點(diǎn)的影響　小結(jié)　習(xí)題第4章　系統(tǒng)的反饋控制及其特性　4.1　引言  4.2　反饋的作用　4.3　反饋控制系統(tǒng)的指標(biāo)　4.4　系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念　漸近穩(wěn)定性和BIBO穩(wěn)定性　4.5　勞斯穩(wěn)定判據(jù)　4.6　穩(wěn)態(tài)誤差和系統(tǒng)的類型　4.?　反饋控制作用的類型　4.8　靈敏度函數(shù)和控制性能　小結(jié)　習(xí)題第5章　根軌跡設(shè)計(jì)方法　5.1　引言　5.2　根軌跡的基本概念　5.3　根軌跡的作圖　5.4　根軌跡作圖方法的擴(kuò)展　5.5　由根軌跡選擇增益　5.6　串聯(lián)超前和滯后校正　5.7　反饋校正　小結(jié)　習(xí)題第6章　頻率響應(yīng)設(shè)計(jì)方法　6.1　頻率響應(yīng)的基本概念和表示方法　6.2　典型環(huán)節(jié)的頻率特性　6.3　系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性的繪制　6.4　用頻率法分析控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性　6.5　系統(tǒng)瞬態(tài)特性和開(kāi)環(huán)頻率特性的關(guān)系　6.6　閉環(huán)系統(tǒng)頻率特性　6.7　系統(tǒng)瞬態(tài)特性和閉環(huán)頻率特性的關(guān)系　6.8　串聯(lián)校正　6.9　反饋校正　6.10　前饋校正　小結(jié)　習(xí)題第7章　數(shù)字控制系統(tǒng)　7.1　引言　7.2　數(shù)字控制系統(tǒng)的構(gòu)成　7.3　數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)模型　7.4　脈沖傳遞函數(shù)　7.5　采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖分析　7.6　自然響應(yīng)和穩(wěn)定性　7.7　終值定理和系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差　7.8　數(shù)字控制器的連續(xù)設(shè)計(jì)法　7.9　數(shù)字控制器的離散設(shè)計(jì)法　7.10　數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)法　小結(jié)　習(xí)題第8章　非線性控制系統(tǒng)　8.1　非線性特性與非線性系統(tǒng)　8.2　相平面法的基本概念和奇點(diǎn)　8.3　相軌跡圖的繪制　8.4　非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性　8.5　非線性系統(tǒng)的相平面分析　8.6　描述函數(shù)法的基本概念　8.7　描述函數(shù)的推導(dǎo)　8.8　非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)分析　8.9　Popov穩(wěn)定判據(jù)　小結(jié)　習(xí)題附錄　附錄A　控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和實(shí)例研究    A.1　控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟　　A.2　控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例研究　附錄B　拉普拉斯變換的性質(zhì)和拉普拉斯變換表　附錄C　z變換的性質(zhì)和z變換表　附錄D　MATLAB指令參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《自動(dòng)化專業(yè)本科系列教材?自動(dòng)控制原理》是由重慶大學(xué)出版社出版的。

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