自动控制理论

内容简介

    《高等学校“十一五”精品规划教材·自动控制理论》系统地介绍了自动控制理论的基本内容,着重于基本概念、基本理论和基本分析方法。全书共分九章,其内容包括自动控制概论、控制系统的数学模型、控制系统的时域分析、根轨迹法、频率特性法、控制系统的综合与校正、非线性控制系统、线性离散系统、MATLAB语言与自动控制系统设计。
    
    《高等学校"十一五“精品规划教材·自动控制理论》可以作为普通高等院校“自动控制理论”的主要教材和教学参考书,适用于自动化、电气工程及其自动化、机械工程、计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程等专业,还可供从事控制工程的科技人员自学与参考。

目录

前言
第一章 自动控制概论
1.1 自动控制系统
1.2 开环控制和闭环控制
1.2.1 开环控制
1.2.2 闭环控制
1.3 控制系统的分类
1.3.1 按描述系统运动方程分类
1.3.2 按系统中信号的性质分类
1.3.3 按参考输入分类
1.4 控制系统的组成及对控制系统性能的要求
1.4.1 控制系统的组成
1.4.2 对控制系统的性能要求
前言
第一章 自动控制概论
1.1 自动控制系统
1.2 开环控制和闭环控制
1.2.1 开环控制
1.2.2 闭环控制
 
1.3 控制系统的分类
1.3.1 按描述系统运动方程分类
1.3.2 按系统中信号的性质分类
1.3.3 按参考输入分类
 
1.4 控制系统的组成及对控制系统性能的要求
1.4.1 控制系统的组成
1.4.2 对控制系统的性能要求
1.5 控制理论发展简史
1.6 本课程的特点与学习方法
小结
习题
 
第二章 系统的数学模型
2.1 控制系统微分方程的建立
2.1.1 建立数学模型的基本步骤
2.1.2 非线性微分方程的线性化
 
2.2 拉普拉斯变换
2.2.1 拉氏变换的定义
2.2.2 典型函数的拉氏变换
2.2.3 拉氏变换的基本定理
2.2.4 应用拉氏变换解线性微分方程
 
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
2.3.3 电气网络的运算阻抗与传递函数
 
2.4 控制系统的方框图和传递函数
2.4.1 框图的概念
2.4.2 框图的变换规则
2.4.3 反馈系统的传递函数
2.4.4 框图的化简
 
2.5 信号流图与梅逊公式
2.5.1 信号流图
2.5.2 梅逊公式
2.6 相似原理
小结
习题
 
第三章 自动控制系统的时域分析
3.1 典型信号的控制过程
3.1.1 典型输入信号
3.1.2 典型时间响应
 
3.2 一阶系统的时域分析
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
3.2.3 一阶系统的单位脉冲响应
3.2.4 一阶系统的单位斜坡响应
3.2.5 三种响应之间的关系
 
3.3 二阶系统的时域分析
3.3.1 二阶系统的数学模型
3.3.2 单位阶跃函数作用下二阶系统的响应(简称阶跃响应)
3.3.3 二阶系统的性能指标
3.3.4 二阶系统计算举例
3.3.5 二阶系统的脉冲响应函数(过渡函数)
3.3.6 单位斜坡函数作用下二阶系统的响应
3.3.7 初始条件不为零时二阶系统的响应
 
3.4 高阶系统的时域分析
3.4.1 三阶系统的单位阶跃响应
3.4.2 高阶系统的单位阶跃响应
3.4.3 闭环主导极点
 
3.5 控制系统的稳定性
3.5.1 稳定的概念
3.5.2 线性系统稳定的充要条件
3.5.3 劳思稳定判据
3.5.4 古尔维茨稳定判据
 
3.6 控制系统的稳态误差
3.6.1 稳态误差的基本概念
3.6.2 利用终值定理求稳态误差
3.6.3 系统的型别与参考输入的稳态误差
3.6.4 扰动信号作用下的稳态误差
3.6.5 动态误差系数法
 
3.7 改善稳态误差精度的方法
3.7.1 按输入补偿的复合控制
3.7.2 按扰动补偿的复合控制
小结
习题
 
第四章 根轨迹法
4.1 控制系统的根轨迹
4.2 绘制根轨迹的基本规则
4.3 根轨迹对系统稳定性分析
 
4.4 特殊根轨迹
4.4.1 参数根轨迹(广义根轨迹)
4.4.2 零度根轨迹
 
4.5 系统闭环零极点分布与阶跃响应的关系
4.5.1 用闭环零极点表示的阶跃响应解析式
4.5.2 闭环主导极点位置与系统动态性能指标的关系
4.5.3 利用主导极点估算系统的性能指标
 
4.6 开环零、极点的变化与偶极子对根轨