自動(dòng)控制理論習(xí)題詳解

前言

由于自動(dòng)控制技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的廣泛滲透，“自動(dòng)控制理論”課程已成為高等學(xué)校許多學(xué)科的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)必修課，且愈來(lái)愈占有重要的位置。為幫助“自動(dòng)控制理論”課程的初學(xué)者更好地掌握這門(mén)技術(shù)，也為適應(yīng)報(bào)考研究生讀者的需求，同時(shí)自動(dòng)控制理論課程作為遼寧省省級(jí)精品課程，急需進(jìn)行教材改革嘗試，以適應(yīng)教學(xué)改革的需要和對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求，特精心編寫(xiě)了這本《自動(dòng)控制理論習(xí)題詳解》。本書(shū)是教材《自動(dòng)控制理論》（王艷秋等編著）的輔助教學(xué)用書(shū)，書(shū)中各章節(jié)結(jié)構(gòu)基本相同，分為：內(nèi)容提要、典型題解、習(xí)題詳解三個(gè)部分。其中，內(nèi)容提要系統(tǒng)而精練地總結(jié)了經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論的基本概念、基本理論和基本方法；典型題解收集了大量的基本題和一部分難度較大的題，均給出了詳細(xì)的解題步驟及結(jié)果；習(xí)題詳解部分對(duì)教材中的所有習(xí)題做了詳細(xì)解答，有的題給出了多種解法。本書(shū)的主要特點(diǎn)是：所精選的例題和習(xí)題，內(nèi)容全面、重點(diǎn)突出、分析透徹，可幫助學(xué)生理清思路、掌握重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，從而提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，因此它是學(xué)生復(fù)習(xí)必讀、考研必備的一本輔導(dǎo)書(shū)。本書(shū)可作為自動(dòng)化、電子、電氣、信息與通信、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)“自動(dòng)控制原理”課程的輔助教材，也可作為立志報(bào)考自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)的碩士研究生的復(fù)習(xí)資料，對(duì)于從事控制工程領(lǐng)域的工程技術(shù)人員也是一本極好的參考書(shū)。本書(shū)由王艷秋、王立紅、楊匯軍編著。全書(shū)共分8章，前言及第1、3、5章由王艷秋執(zhí)筆，第2、8、9章由王立紅執(zhí)筆，第4、6、7章由楊匯軍執(zhí)筆。全書(shū)由王艷秋教授統(tǒng)稿。本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中參考了很多優(yōu)秀教材、習(xí)題集、習(xí)題詳解和著作，在此向收錄于參考文獻(xiàn)中的各位作者表示真誠(chéng)的謝意。由于作者水平有限，書(shū)中不妥之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書(shū)是《自動(dòng)控制理論》（王艷秋等編著）教材配套的輔助教材。書(shū)中各章節(jié)結(jié)構(gòu)基本相同，分為：內(nèi)容提要、典型題解、習(xí)題詳解三個(gè)部分。其中，內(nèi)容提要?dú)w納了自動(dòng)控制理論的基本概念、基本原理與方法；典型題解收集了較多的基本題和一部分難度較大的題，均給出了詳細(xì)的解題步驟；習(xí)題詳解部分收集了各種類(lèi)型習(xí)題及其詳解，有的題給出了多種解法。        本書(shū)可作為高等院校理工科學(xué)生《自動(dòng)控制理論》課程的學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)，也可作為碩士研究生入學(xué)考試的參考書(shū)．還可作為各類(lèi)工程技術(shù)人員和自學(xué)者的輔導(dǎo)書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章　緒論  1.1  內(nèi)容提要    1.1.1　基本概念    1.1.2　自動(dòng)控制系統(tǒng)的類(lèi)型    1.1.3　閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成    1.1.4　對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求  1.2　典型題解  1.3　習(xí)題詳解第2章　自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  2.1  內(nèi)容提要    2.1.1　控制系統(tǒng)微分方程的建立    2.1.2　傳遞函數(shù)    2.1.3　動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖    2.1.4　信號(hào)流圖    2.1.5　梅森公式    2.1.6　控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)  2.2　典型題解  2.3　習(xí)題詳解第3章　時(shí)域法  3.1  內(nèi)容提要    3.1.1　基本概念    3.1.2　一階系統(tǒng)主要性能指標(biāo)及計(jì)算    3.1.3　二階系統(tǒng)主要性能指標(biāo)及計(jì)算　　3.1.4　穩(wěn)定判據(jù)  3.2　典型題解  3.3　習(xí)題詳解第4章　根軌跡法  4.1  內(nèi)容提要    4.1.1　根軌跡的基本概念    4.1.2　繪制根軌跡的基本法則    4.1.3　根軌跡的繪制與性能分析  4.2　典型題解    4.3　習(xí)題詳解第5章　頻率法  5.1  內(nèi)容提要    5.1.1　頻率特性的概念    5.1.2　頻率特性的表示方法    5.1.3　奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)    5.1.4　對(duì)數(shù)頻率特性穩(wěn)定判據(jù)    5.1.5　穩(wěn)定裕度    5.1.6　閉環(huán)頻率特性性能指標(biāo)    5.1.7　系統(tǒng)頻域指標(biāo)的計(jì)算  5.2　典型題解  5.3　習(xí)題詳解第6章　控制系統(tǒng)的校正  6.1  內(nèi)容提要    6.1.1　控制系統(tǒng)的基本校正方式    6.1.2　基本校正規(guī)律    6.1.3　常見(jiàn)的校正裝置    6.1.4　串聯(lián)校正    6.1.5　復(fù)合校正  6.2　典型題解  6.3　習(xí)題詳解第7章　采樣控制系統(tǒng)分析法  7.1  內(nèi)容提要    7.1.1　采樣控制系統(tǒng)的基本概念    7.1.2　采樣過(guò)程與采樣定理    7.1.3　信號(hào)的復(fù)現(xiàn)    7.1.4　z變換與z反變換    7.1.5　離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型    7.1.6　采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差    7.1.7　采樣系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析    7.1.8　采樣控制系統(tǒng)的綜合——最少拍系統(tǒng)設(shè)計(jì)  7.2　典型題解  7.3　習(xí)題詳解第8章　非線(xiàn)性控制系統(tǒng)分析法  8.1  內(nèi)容提要    8.1.1　非線(xiàn)性控制系統(tǒng)概述    8.1.2　非線(xiàn)性特性及其描述函數(shù)對(duì)照表    8.1.3　描述函數(shù)法    8.1.4　相平面法　8.2　典型題解  8.3　習(xí)題詳解第9章　狀態(tài)空間法參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 緒論1.1 內(nèi)容提要1.1.1 基本概念1.自動(dòng)控制自動(dòng)控制是指在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用控制裝置，使被控對(duì)象的被控制量自動(dòng)地按預(yù)定規(guī)律變化。2.自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)是由控制器和被控對(duì)象組成，能夠自動(dòng)對(duì)被控對(duì)象的被控量進(jìn)行控制的系統(tǒng)。3.負(fù)反饋控制原理指將系統(tǒng)的被控量直接或經(jīng)變換后引入輸入端，與控制量相減，利用所得的偏差量去控制被控對(duì)象，達(dá)到減小偏差或消除偏差的目的。4.常用術(shù)語(yǔ)（1）被控對(duì)象，指工作狀態(tài)需要給以控制的機(jī)械、裝置或過(guò)程。（2）被控量，也稱(chēng)輸出量，表示被控對(duì)象工作狀態(tài)的物理量。（3）控制量，也稱(chēng)給定量，表示被控量的期望運(yùn)行規(guī)律。（4）擾動(dòng)量，也稱(chēng)干擾量，是引起被控量偏離預(yù)定運(yùn)行規(guī)律的量。（5）反饋量，指被控量直接或經(jīng)測(cè)量元件變換后送入輸入端的量。（6）偏差量，指給定量與反饋量相減后的輸出量。1.1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的類(lèi)型自動(dòng)控制系統(tǒng)的類(lèi)型有很多，分類(lèi)方法也多種多樣，按照輸入量的變化規(guī)律可將系統(tǒng)分為恒值系統(tǒng)和隨動(dòng)系統(tǒng)；按照系統(tǒng)傳輸信號(hào)對(duì)時(shí)問(wèn)的關(guān)系可將系統(tǒng)分為連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)；按照系統(tǒng)的輸出量和輸入量之間的關(guān)系可將系統(tǒng)分為線(xiàn)性系統(tǒng)和非線(xiàn)性系統(tǒng)；按照系統(tǒng)參數(shù)對(duì)時(shí)間的變化情況可將系統(tǒng)分為定常系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)；按照系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)是否確定可將系統(tǒng)分為確定系統(tǒng)和不確定性系統(tǒng)，等等。

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