内容简介
根据高等学校自动化类专业教学指导委员会关于“拟通过精简内容大幅度减少专业基础课课时”的教改部署,考虑信号与系统括控制系统)的有机联系和紧密相关,以及“信号分析与处理”(或“信号与系统”)、“自动控制原理”和“现代控制理论”具有共同的数学基础,将上述三门课程的内容通过梳理整合,编写成为本书。本书主要内括数学基础、信号、系统、控制四部分。数学基础部分介绍时域、频域、复频域三个讨论域相互变换的数学问题,信号和系统以及它们的联系在信号、系统部分按时域、频域、复频域分别讨论,控制系统的特定分析方法及综合方法单独在控制部分介绍。 本书有别于传统同类教材,具有体系新颖、理论联系实际和较强的实用等特点,本书可作为普通高校自动化类、电气类等专业的教材,也可作为相关技术人员的学资料。 本书配有电子课件,欢迎选用本书作教材的教师登录.cmpedu.com注册下载,或发邮件acmp@163.com索取。
目录
前言章 绪论 节 信号 一、信号的概念 二、信号的分类 节 系统 一、系统的描述 二、系统的质 第三节 控制系统 一、自动控制的基本原理 二、自动控制的基本形式 三、自动控制系统的基本组成 四、自动控制系统的基本能要求 五、自动控制系统所要研究的问题 本章要点 br/>章 数学基础 节 傅里叶变换 一、连续傅里叶变换(CFT) 二、离散时间傅里叶变换(DTFT) 三、离散傅里叶变换(DFT) 四、快速傅里叶变换(FFT) 节 拉普拉斯变换 一、从傅里叶变换到拉普拉斯变换 二、拉普拉斯变换的收敛域 三、拉普拉斯变换的质 四、单边拉普拉斯变换 第三节 Z变换 一、从离散时间傅里叶变换(DTFT)到Z变换 二、Z变换的收敛域 三、Z变换的质 四、单边Z变换 第四节 几个数学变换之间的关系 一、拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系 二、Z变换与傅里叶变换的关系 三、Z变换与拉普拉斯变换的关系 第五节 应用MATLAB的积分变换 一、傅里叶变换 二、拉普拉斯变换及其反变换 本章要点 br/>第三章 信号的时域描述与分析 节 连续信号的时域描述和计算 一、连续信号的描述 二、典型连续信号 三、连续信号的时域运算 四、连续信号的时域分解 节 离散信号的时域描述和计算 一、连续信号的采样和恢复 二、离散信号的描述 三、离散信号的时域运算 第三节 信号的相关分析 一、连续信号的相关分析 二、两序列相关运算 第四节 应用MATLA行信号的时域描述和分析 本章要点 br/>第四章 信号的频域描述与分析 节 连续时间信号的频域描述与分析 一、周期信号的频谱分析 二、非周期信号的频谱分析 节 离散信号的频域分析 一、周期信号的频域分析 二、非周期信号的频域分析 三、4种信号频谱分析小结 四、应用DFT和FFT的频谱分析 第三节 应用MATLAB的信号频域分析 本章要点 br/>第五章 系统的时域分析 节 线系统的时域描述和分析 一、线系统的时域响应 二、线连续系统的响应 三、线离散系统的响应 节 线系统状态空间描述和分析 一、线系统状态空间描述 二、线系统状态空间分析 三、线系统的结构特分析 第三节 双转子直升机系统 一、双转子直升机系统的模型 二、时域分析 第四节 应用MATLAB的积分变换 本章要点 br/>第六章 系统的频域描述与分析 节 系统的频率特 一、频率特的基本概念 二、系统的频率响应 三、利用系统频率特求系统响应 节 系统频率特的几何表示法 一、幅相频率特曲线 二、伯德图 第三节 应用MATLAB的系统频域分析 一、连续系统的频率特 二、离散系统的频率特 本章要点 br/>第七章 系统的复频域描述与分析 节 系统传递函数 一、连续系统的传递函数 二、离散系统的脉冲传递函数 三、传递函数矩阵 节 复频域分析 一、连续系统复频域分析 二、离散系统复频域分析 第三节 实例:双转子直升机系统的传递函数 第四节 应用MATLAB的系统复频域分析 一、连续系统 二、离散系统 本章要点 br/>第八章 滤波器 节 滤波器概述 一、滤波及滤波器的基本原理 二、滤波器的分类 三、滤波器的技术要求 节 模拟滤波器 一、概述 二、巴特沃思(Butterworth)低通滤波器 三、切比雪夫(Chebyshev)低通滤波器 四、频率变换 五、无源滤波器 第三节 数字滤波器的设计 一、概述 二、无限冲激响应(IIR)数字滤波器的设计方法 三、有限冲激响应(FIR)数字滤波器 第四节 应用MATLAB的滤波器设计 一、模拟滤波器设计 二、数字滤波器设计 本章要点 br/>第九章 控制系统的稳定分析 节 控制系统的稳定 一、稳定的基本概念 二、外部稳定及其充要条件 三、内部稳定(李雅普诺夫稳定) 节 外部稳定分析 一、代数判据 二、频域判据 三、相对稳定分析 四、离散系统的稳定 第三节 李雅普诺夫稳定分析 一、李雅普诺夫法 二、李雅普诺夫法 三、线定常系统稳定的判别 第四节 实例:双转子直升机系统稳定分析 一、代数判据分析 二、奈奎斯特稳定判据分析 三、李雅普诺夫方法分析 第五节 应用MATLAB的控制系统稳定分析 本章要点 br/>第十章 控制系统的稳态能分析 节 控制系统误差 一、线定常连续系统的稳态误差 二、线定常离散系统的稳态误差 节 连续系统的误差分析 一、连续系统的型别 二、连续系统静态误差系数法 第三节 离散系统的误差分析 一、离散系统的型别 二、离散系统静态误差系数法 第四节 实例:双转子直升机系统的稳态能分析 一、按误差定义分析 二、静态误差系数法分析 三、扰动作用下的双转子直升机系统稳态能分析 第五节 应用MATLAB的控制系统误差分析 本章要点 br/>第十一章 控制系统的动态能分析 节 根轨迹法分析 一、根轨迹基本原理 二、根轨迹绘制规则 三、利用根轨迹分析系统能 节 频率法分析 一、闭环系统的频域能指标 二、闭环系统频域与时域指标转换 三、利用开环频率特分析系统能 第三节 实例:双转子直升机控制系统的动态能分析 一、根轨迹法分析 二、频率法分析 第四节 应用MATLAB的控制系统动态能分析 本章要点 br/>第十二章 控制系统的综合 节 控制系统的设计和校正问题 一、校正的概念 二、校正的基本方式 节 串联校正 一、频率法串联校正 二、根轨迹法串联校正 第三节 PID控制 一、PID控制概述 二、PID控制器参数设计 第四节 控制系统的数字校正 一、数字化模拟控制器 二、少拍控制系统 第五节 实例:双转子直升机控制系统校正 一、频率法串联校正 二、根轨迹法串联校正 第六节 应用MATLAB的控制系统综合 本章要点 br/>第十三章 状态空间法综合 节 状态反馈控制系统 一、状态反馈控制系统构成 二、状态反馈控制系统实现极点任意配置的条件 三、单输入系统极点配置算法 四、输出反馈控制系统的局限 节 状态观测器 一、状态观测器 二、引入观测器的状态反馈控制系统 第三节 实例:双转子直升机控制系统状态反馈控制 一、状态反馈控制 二、具有状态观测器的状态反馈控制 第四节 应用MATLAB的状态空间法综合 本章要点 br/>参考文献