自動控制原理

前言

本書是自動化專業(yè)本科系列教材之一。根據(jù)系列教材內(nèi)容的分工，本書講述自動控制理論中的經(jīng)典控制理論部分，作為80學(xué)時的《自動控制原理》課程的教材，并和《現(xiàn)代控制理論》教材一起，向?qū)W生講授自動控制系統(tǒng)分析和設(shè)計的基本理論和方法。在編寫中，特別考慮了以下幾點：1．處理和《信號與系統(tǒng)》的關(guān)系，注意和《信號與系統(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控制系統(tǒng)作為一種特定的反饋系統(tǒng)自身的特點和相應(yīng)的分析設(shè)計方法。2．處理分析和設(shè)計的關(guān)系。工科學(xué)生學(xué)習(xí)自動控制理論的目的主要在于應(yīng)用。對于工科學(xué)生應(yīng)當(dāng)強調(diào)設(shè)計與綜合能力的培養(yǎng)。特別是在學(xué)生已經(jīng)有了《信號與系統(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)計為主線來講述自動控制的基本理論。當(dāng)然，分析是設(shè)計的基礎(chǔ)。自動控制系統(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，本書以極點零點為線索講述系統(tǒng)的基本分析方法。3．處理和計算機輔助設(shè)計軟件的關(guān)系。近年來，控制界正越來越普遍地使用M．ATLAB等計算機軟件來解決控制系統(tǒng)分析和設(shè)計的各種問題。一方面，MATLAB的這種應(yīng)用必須以自動控制理論為基礎(chǔ)。另一方面，它的應(yīng)用也使自動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，又使在手工計算和圖解時的一些非常重要的方法和規(guī)則變得不那么重要了?？紤]到自動控制理論和MATLAB之間的這種“互動”關(guān)系，盡管作為一本自動控制理論課程的教材，其任務(wù)不是教會學(xué)生使用MATLAB，本書仍然指出了MATLAB的一些可能的應(yīng)用。同時，也盡可能反映MATLJAB等計算機軟件對于控制系統(tǒng)分析設(shè)計方法的影響。

內(nèi)容概要

本書內(nèi)容包括：自動控制系統(tǒng)的基本概念，物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)的時間響應(yīng)，系統(tǒng)的反饋控制及其特性，根軌跡設(shè)計方法，頻率響應(yīng)設(shè)計方法，數(shù)字控制系統(tǒng)，非線性控制系統(tǒng)，附錄和參考文獻等?！　”緯m合于自動化及相關(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。

書籍目錄

第1章　自動控制系統(tǒng)的基本概念　1.1　自動控制系統(tǒng)及其作用　1.2　開環(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　自動控制系統(tǒng)的分類和應(yīng)用　1.5　自動控制理論發(fā)展簡史　1.6　自動控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計與本書的主要內(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　自動控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)　2.7　信號流圖　小結(jié)　習(xí)題第3章　系統(tǒng)的時間響應(yīng)　3.1　引言　3.2　系統(tǒng)的極點零點和自然響應(yīng)　3.3　標(biāo)準二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)　以極點表示的性能指標(biāo)　3.4　增加零點和極點的影響　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)字計算機的數(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)計法　7.9　數(shù)字控制器的離散設(shè)計法　7.10　數(shù)字控制器的直接設(shè)計法　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　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)計步驟和實例研究    A.1　控制系統(tǒng)設(shè)計步驟　　A.2　控制系統(tǒng)設(shè)計實例研究　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

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

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

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