自动控制原理

内容简介

《21世纪全国本科院校电气信息类创新型应用人才培养规划教材：自动控制原理》系统阐述了自动控制理论的基础概念及其分析研究方法。《21世纪全国本科院校电气信息类创新型应用人才培养规划教材：自动控制原理》从控制理论的基础知识人手，着重讲解基本概念、基本理论和基本的分析方法。全书共7章，主要内容包括：控制系统的数学模型、传递函数、方块图、信号流图；线性控制系统的时域分析法、根轨迹分析法以及频域响应分析法；线性控制系统的频率法校正；非线性控制系统分析中的描述函数法和相平面法等。
　　《21世纪全国本科院校电气信息类创新型应用人才培养规划教材：自动控制原理》可以作为普通高等院校自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程、智能建筑、机电一体化等专业自动控制原理课程的教材，也可以作为从事控制理论和控制工程应用的技术人员自学的参考书。

目录

第1章 绪论
　1.1 自动控制系统简介
　1.2 自动控制和自动化技术的发展简史
　1.3 自动控制的一般概念
　　1.3.1 状态的转移和控制
　　1.3.2 自动控制的基本原理
　　1.3.3 典型自动控制系统举例
　　1.3.4 自动控制系统的组成
　　1.3.5 自动控制系统的分类
　　1.3.6 对自动控制系统的基本要求
　　本章小结
　　习题
第2章 控制系统的数学模型
　2.1 控制系统的时域模型：输入-输出时域描述
　2.2 非线性微分方程的线性化
　2.3 控制系统的复域模型——传递函数
　　2.3.1 传递函数的定义
　　2.3.2 传递函数的性质
　　2.3.3 传递函数的求法
　2.4 典型环节的传递函数
　2.5 动态方框图
　　2.5.1 动态方框图的组成
　　2.5.2 系统或元部件动态方框图的绘制
　　2.5.3 动态方框图的简化——等效变换法
　2.6 信号流图及梅逊增益公式
　　2.6.1 信号流图
　　2.6.2 信号流图的绘制
　　2.6.3 梅逊（S. J. Mason）增益公式
　2.7 自动控制系统的传递函数
　　本章小结
　　习题
第3章 线性控制系统的时域分析
　3.1 时域性能指标
　　3.1.1 典型试验信号
　　3.1.2 时域性能指标
　3.2 一阶系统的时域响应
　　3.2.1 一阶系统的数学模型
　　3.2.2 单位阶跃响应
　　3.2.3 单位斜坡响应
　　3.2.4 单位脉冲响应
　3.3 二阶系统的时域响应
　　3.3.1 二阶系统的数学模型
　　3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应
　　3.3.3 二阶系统的时域性能指标
　　3.3.4 改善二阶系统动态品质的方法和措施
　3.4 高阶系统的时域响应
　　3.4.1 高阶系统的数学模型
　　3.4.2 高阶系统的单位阶跃响应分析
　　3.4.3 闭环主导极点
　　3.4.4 高阶系统动态性能的估算
　3.5 线性系统的稳定性分析
　　3.5.1 稳定性的概念
　　3.5.2 线性控制系统稳定的条件
　　3.5.3 判断线性系统稳定性的方法
　3.6 线性系统的稳态分析
　　3.6.1 误差及稳态误差
　　3.6.2 线性系统跟随误差的分析和计算
　　3.6.3 线性系统扰动误差的分析和计算
　　3.6.4 动态误差和动态误差系数
　　3.6.5 消除或减小系统稳态误差的方法和措施
　　本章小结
　　习题
第4章 线性控制系统的根轨迹分析法
　4.1 根轨迹法的基本概念
　　4.1.1 根轨迹的概念
　　4.1.2 根轨迹的条件
　4.2 常规根轨迹的绘制法则
　　4.2.1 180°根轨迹的绘制法则
　　4.2.2 0°根轨迹绘制法则
　　4.2.3 参量根轨迹
　4.3 控制系统的根轨迹分析
　　4.3.1 开环零点、极点对系统根轨迹的影响
　　4.3.2 利用根轨迹法估算系统的性能
　　4.3.3 利用根轨迹法计算系统的参数
　　本章小结
　　习题
第5章 线性控制系统的频率响应分析法
　5.1 频率特性的基本概念
　　5.1.1 频率特性的基本定义
　　5.1.2 频率特性的表示方法
　5.2 典型环节的频率特性
　　5.2.1 比例环节
　　5.2.2 微分环节
　　5.2.3 积分环节
　　5.2.4 惯性环节
　　5.2.5 一阶微分环节
　　5.2.6 二阶振荡环节
　　5.2.7 二阶微分环节
　　5.2.8 延迟环节
　5.3 控制系统的开环频率特性
　　5.3.1 开环极坐标下幅相特性曲线绘制（Nyquist图）
　　5.3.2 开环对数坐标下频率特性曲线绘制（Bode图）
　　5.3.3 相位和非相位系统
　5.4 映射定理与奈奎斯特稳定判据
　　5.4.1 映射定理
　　5.4.2 奈奎斯特稳定判据
　　5.4.3 稳定裕量
　5.5 用闭环频率