自动控制原理

内容简介

    《全国高等学校自动化专业系列教材·普通高等教育“十一五”规划教材·国家精品课程教材:自动控制原理》阐述了经典控制理论的基本概念、原理和自动控制系统的各种分析方法,主要内容包括线性连续系统与离散系统的时域和频域理论,如系统的动态性能、静态性能、稳定性的分析和各种设计方法的运用等。
    本书从基本概念、基本分析方法人手,结合生产和生活中的实例,以时域分析方法为主线,时域分析和频域分析并进,在严谨的数学推导的基础上,利用直观的物理概念,引出系统参数与系统指标之间的内在联系。
    本书在《自动控制原理》(王建辉、顾树生主编,杨自厚主审,冶金工业出版社出版)前四版基础上,对各章内容都进行了修订。修订的基本思想是更新观念,深化改革,提高知识起点,努力拓宽专业口径,以增强培养人才的适应性。
    本书既可以作为高等学校自动化、仪表、电气传动、计算机、机械、化工、航天航空等相关专业的教材,也可供有关工程技术人员再学习时参考。

目录

第1章 自动控制系统的基本概念
1.1 开环控制系统与闭环控制系统
1.2 闭环控制系统的组成和基本环节
1.3 自动控制系统的类型
1.3.1 线性系统和非线性系统
1.3.2 连续系统和离散系统
1.3.3 恒值系统、随动系统和程序控制系统
1.4 自动控制系统的性能指标
1.4.1 稳定性
1.4.2 稳态性能指标
1.4.3 暂态性能指标
小结
思考题与习题
第2章 自动控制系统的数学模型
2.1 微分方程式的编写
2.1.1 机械系统
2.1.2 电气系统
2.1.3 液压系统
2.1.4 热丁系统
2.2 非线性数学模型的线性化
2.3 传递函数
2.3.1 传递函数的定义
2.3.2 典型环节的传递函数及暂态特性
2.4 系统动态结构图
2.5 系统传递函数和结构图的等效变换
2.5.1 典型连接的等效传递函数
2.5.2 相加点及分支点的变位运算
2.5.3 系统开环传递函数
2.5.4 系统闭环传递函数
2.5.5 系统对给定作用和扰动作用的传递函数
2.6 信号流图
2.6.1 信号流图中的术语
2.6.2 信号流图的绘制
2.6.3 信号流图的基本简化法则
2.6.4 梅逊增益公式
2.7 用MATLAB求解线性微分方程和化简系统方框图
2.7.1 MATLAB中数学模型的表示
2.7.2 用MATLAB求解线性微分方程
2.7.3 MATLAB在系统方框图化简中的应用
小结
思考题与习题
第3章 自动控制系统的时域分析
3.1 自动控制系统的时域指标
3.1.1 对控制性能的要求
3.1.2 自动控制系统的典型输入信号
3.2 一阶系统的阶跃响应
3.2.1 一阶系统的数学模型
3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应
3.3 二阶系统的阶跃响应
3.3.1 典型二阶系统的动态特性
3.3.2 二阶系统动态特性指标
3.3.3 二阶系统特征参数与动态性能指标之间的关系
3.3.4 二阶工程参数
3.3.5 零、极点对二阶系统动态性能的影响
3.4 高阶系统的动态响应
3.5 自动控制系统的代数稳定判据
3.5.1 线性系统稳定性的概念和稳定的充分必要条件
3.5.2 劳斯判据
3.5.3 赫尔维茨判据
3.5.4 谢绪恺判据
3.5.5 参数对稳定性的影响
3.5.6 相对稳定性和稳定裕度
3.6 稳态误差
3.6.1 扰动稳态误差
……
第4章 根轨迹法
第5章 频率法
第6章 控制系统的校正及综合
第7章 非线性系统分析
第8章 线性离散系统的理论基础