自動(dòng)控制原理

內(nèi)容概要

　　《新世紀(jì)電氣自動(dòng)化類(lèi)規(guī)劃系列教材：自動(dòng)控制原理》主要介紹反饋控制系統(tǒng)的經(jīng)典理論和計(jì)算機(jī)輔助分析設(shè)計(jì)方法?！缎率兰o(jì)電氣自動(dòng)化類(lèi)規(guī)劃系列教材：自動(dòng)控制原理》內(nèi)容包括自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念、線(xiàn)性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、控制系統(tǒng)的時(shí)域分析、根軌跡法、頻率特性法、控制系統(tǒng)的校正、非線(xiàn)性系統(tǒng)分析、采樣控制系統(tǒng)、現(xiàn)代控制理論概述。《新世紀(jì)電氣自動(dòng)化類(lèi)規(guī)劃系列教材：自動(dòng)控制原理》是一套立體化教材，其中免費(fèi)電子資源包括PDF格式的教材、PPT多媒體課件、MATLAB實(shí)例程序和國(guó)產(chǎn)xoBox 自控系統(tǒng)仿真分析軟件等。

作者簡(jiǎn)介

　　許必熙，男，1960年1月生，副教授1982年7月畢業(yè)于重慶建筑工程學(xué)院（后合并到重慶大學(xué)）電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，同年在南京建筑學(xué)院（后合并為南京工業(yè)大學(xué)）任教。1985年-1986年前往前聯(lián)邦德國(guó)奧根斯堡工業(yè)高等學(xué)院進(jìn)修。2006年受聘為副教授。長(zhǎng)期主講《自動(dòng)控制原理》、《建筑電氣設(shè)備》、《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》等課程，指導(dǎo)本科生建筑電氣畢業(yè)設(shè)計(jì)。主編《自動(dòng)控制原理》教材一部。發(fā)表論文十余篇。

書(shū)籍目錄

1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)基本控制方式1.1.1 開(kāi)環(huán)控制1.1.2 閉環(huán)控制1.1.3 復(fù)合控制1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和術(shù)語(yǔ)1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)舉例1.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)類(lèi)型1.4.1 隨動(dòng)系統(tǒng)與恒值系統(tǒng)l.4.2 線(xiàn)性系統(tǒng)與非線(xiàn)性系統(tǒng)1.4.3 連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)1.4.4 單輸入-單輸出系統(tǒng)與多輸入-多輸出系統(tǒng)1.4.5 確定系統(tǒng)與不確定系統(tǒng)1.4.6 集中參數(shù)系統(tǒng)與分布參數(shù)系統(tǒng)1.5 自動(dòng)控制原理概要1.5.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)需要分析的問(wèn)題1.5.2 滿(mǎn)足自動(dòng)控制系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)的要求1.5.3 古典控制理論與現(xiàn)代控制理論1.5.4 本書(shū)的內(nèi)容及實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題1.6 自動(dòng)控制原理的學(xué)習(xí)方法1.6.1 打好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、提高繪圖能力1.6.2 用先進(jìn)軟件輔助學(xué)習(xí)——Matlab使用方法簡(jiǎn)介習(xí)題12 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型2.1 引言2.2 微分方程2.3 非線(xiàn)性微分方程的線(xiàn)性化2.4 傳遞函數(shù)2.4.1 傳遞函數(shù)的基本概念2.4.2 典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)2.4.3 舉例說(shuō)明建立傳遞函數(shù)的方法2.5 控制系統(tǒng)的方框圖及其化簡(jiǎn)2.5.1 方框圖的組成和繪制2.5.2 方框圖的等效變換2.5.3 閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)2.6 信號(hào)流圖及梅遜增益公式2.6.1 信號(hào)流圖的組成及性質(zhì)2.6.2 信號(hào)流圖的繪制2.6.3 梅遜增益公式習(xí)題23 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析3.1 典型輸入信號(hào)3.1.1 脈沖函數(shù)3.1.2 階躍函數(shù)3.1.3 斜坡函數(shù)3.1.4 拋物線(xiàn)函數(shù)3.1.5 正弦函數(shù)3.2 對(duì)控制系統(tǒng)時(shí)域性能的基本要求3.3 線(xiàn)性系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念3.4 代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)3.4.1 赫爾維茨判據(jù)3.4.2 勞斯判據(jù)3.4.3 系統(tǒng)穩(wěn)定裕量與相對(duì)穩(wěn)定性3.5 穩(wěn)定性的計(jì)算機(jī)分析3.5.1 穩(wěn)定性分析3.5.2 系統(tǒng)參數(shù)與穩(wěn)定性3.6 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差3.6.1 對(duì)于給定的穩(wěn)態(tài)誤差3.6.2 輸入和擾動(dòng)同時(shí)作用時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差3.6.3 提高穩(wěn)態(tài)精度的措施3.6.4 穩(wěn)態(tài)誤差級(jí)數(shù)3.6.5 穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算機(jī)分析3.7 控制系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)3.7.1 系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)3.7.2 系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)3.8 一階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)3.8.1 一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)3.8.2 一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)3.9 二階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)3.9.1 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)3.9.2 欠阻尼時(shí)二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)的暫態(tài)性能指標(biāo)3.9.3 具有零點(diǎn)的二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)的暫態(tài)性能指標(biāo)3.9.4 改善二階系統(tǒng)性能的措施3.10 高階系統(tǒng)性能及其計(jì)算機(jī)輔助分析習(xí)題34 根軌跡法4.1 根軌跡的基本概念4.1.1 根軌跡的定義4.1.2 閉環(huán)零、極點(diǎn)與開(kāi)環(huán)零、極點(diǎn)的關(guān)系4.1.3 根軌跡方程4.2 根軌跡的繪制規(guī)則4.2.1 常規(guī)根軌跡的繪制規(guī)則4.2.2 根軌跡的繪制舉例4.2.3 零度根軌跡的繪制規(guī)則4.2.4 滯后系統(tǒng)根軌跡的繪制4.3 控制系統(tǒng)的根軌跡分析方法4.3.1 利用閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)估算系統(tǒng)的性能指標(biāo)4.3.2 開(kāi)環(huán)零、極點(diǎn)分布對(duì)系統(tǒng)性能的影響4.3.3 參數(shù)根軌跡4.4 計(jì)算機(jī)輔助根軌跡的繪制4.4.1 繪制根軌跡的Matlab函數(shù)4.4.2 用Matlab繪制多回路根軌跡和求高階代數(shù)方程的根習(xí)題45 頻率特性法5.1 頻率特性的基本概念5.1.1 頻率特性的定義5.1.2 頻率特性的表示方法5.2 典型環(huán)節(jié)的頻率特性5.2.1 比例環(huán)節(jié)5.2.2 慣性環(huán)節(jié)5.2.3 積分環(huán)節(jié)5.2.4 振蕩環(huán)節(jié)5.2.5 滯后環(huán)節(jié)5.2.6 逆因子的頻率特性5.3 系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性的繪制5.3.1 開(kāi)環(huán)乃氏圖的繪制5.3.2 繪制開(kāi)環(huán)Bode圖漸近線(xiàn)5.3.3 用頻率特性法實(shí)驗(yàn)求取系統(tǒng)傳遞函數(shù)5.3.4 閉環(huán)頻率特性及Matlab在頻率特性分析中的應(yīng)用5.4 Nyquist穩(wěn)定判據(jù)和系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性5.4.1 映射定理5.4.2 Nyquist穩(wěn)定判據(jù)5.4.3 根據(jù)Bode圖判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性5.4.4 系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性和穩(wěn)定裕量5.5 用開(kāi)環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)性能5.5.1 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差5.5.2 系統(tǒng)暫態(tài)性能5.6 用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)性能5.6.1 閉環(huán)頻率特性中的暫態(tài)性能指標(biāo)5.6.2 二階系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性指標(biāo)5.6.3 系統(tǒng)抗高頻干擾能力習(xí)題56 控制系統(tǒng)的校正6.1 系統(tǒng)校正的基本概念6.2 常用校正裝置及其特性6.3 線(xiàn)性系統(tǒng)的基本控制規(guī)律6.4 串聯(lián)校正6.5 反饋校正6.6 控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助校正6.6.1 基于Matlab的Bode圖設(shè)計(jì)方法6.6.2 帶輸出限幅的PID控制器及Simulink仿真設(shè)計(jì)方法習(xí)題67 采樣控制系統(tǒng)7.1 采樣控制系統(tǒng)的基本概念7.2 采樣定理7.3 采樣信號(hào)的復(fù)現(xiàn)7.3.1 零階保持器7.3.2 一階保持器7.4 差分方程和Z變換7.4.1 差分方程7.4.2 Z變換的定義7.4.3 Z變換的求取7.4.4 Z變換的基本定理7.4.5 Z反變換7.4.6 廣義Z變換7.5 脈沖傳遞函數(shù)7.5.1 基本概念7.5.2 采樣系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)脈沖傳遞函數(shù)7.5.3 采樣系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)7.6 采樣系統(tǒng)的性能分析7.6.1 采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差7.6.2 采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定條件7.6.3 采樣控制系統(tǒng)的暫態(tài)性能7.6.4 采樣控制系統(tǒng)的根軌跡7.6.5 雙線(xiàn)性變換(ω變換)7.6.6 采樣系統(tǒng)的仿真分析7.7 采樣系統(tǒng)的校正、設(shè)計(jì)7.7.1 采樣系統(tǒng)校正的基本概念7.7.2 采樣系統(tǒng)的串聯(lián)數(shù)字校正7.7.3 數(shù)字校正的實(shí)現(xiàn)程序7.7.4 數(shù)字PID加控制量限幅控制7.7.5 雙速率控制7.7.6 自動(dòng)校正器7.7.7 最少拍采樣控制系統(tǒng)的校正習(xí)題78 非線(xiàn)性系統(tǒng)分析8.1 非線(xiàn)性系統(tǒng)的基本概念8.1.1 概述8.1.2 典型非線(xiàn)性特性8.1.3 非線(xiàn)性系統(tǒng)的工作特點(diǎn)8.2 相平面法8.2.1 相平面的基本概念8.2.2 由相軌跡求時(shí)間信息8.2.3 相軌跡的繪制方法8.3 描述函數(shù)法8.3.1 描述函數(shù)法的基本概念8.3.2 描述函數(shù)的計(jì)算8.3.3 用描述函數(shù)分析非線(xiàn)性系統(tǒng)的性能8.4 Simulink在非線(xiàn)性系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)中的應(yīng)用8.4.1 非線(xiàn)性系統(tǒng)模塊庫(kù)8.4.2 Simulink在非線(xiàn)性系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)中的應(yīng)用8.5 典型非線(xiàn)性系統(tǒng)的仿真分析8.5.1 非線(xiàn)性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的簡(jiǎn)化8.5.2 典型非線(xiàn)性系統(tǒng)的仿真分析8.6 非線(xiàn)性系統(tǒng)的校正及非線(xiàn)性特性的利用8.6.1 改變線(xiàn)性部分的參數(shù)或?qū)€(xiàn)性部分進(jìn)行校正8.6.2 改變非線(xiàn)性特性8.6.3 非線(xiàn)性特性的應(yīng)用習(xí)題89 現(xiàn)代控制理論概述9.1 線(xiàn)性系統(tǒng)理論簡(jiǎn)介9.1.1 多輸入-多輸出系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述9.1.2 多輸入-多輸出系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)9.1.3 線(xiàn)性定常系統(tǒng)的能控性和能觀測(cè)性9.1.4 李雅普諾夫穩(wěn)定性理論9.1.5 多輸入-多輸出系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制9.2 控制系統(tǒng)的內(nèi)模控制簡(jiǎn)介9.2.1 內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理9.2.2 內(nèi)模控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9.2.3 內(nèi)模控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例習(xí)題9附錄附錄1 拉普拉斯變換附錄2 部分Matlab指令清單參考文獻(xiàn)

編輯推薦

　　《新世紀(jì)電氣自動(dòng)化類(lèi)規(guī)劃系列教材：自動(dòng)控制原理》為高等學(xué)校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的教材，也可作為電氣工程及其自動(dòng)化、檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化、電子工程及其自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專(zhuān)業(yè)的自動(dòng)控制原理教學(xué)用書(shū)。還可供從事自動(dòng)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員參考。

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