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自動控制系統(第3版新工科建設之路電子信息類教材)

  • 作者：編者:閔虎//楊智|責編:章海濤
  • 出版社：電子工業
  • ISBN：9787121461460
  • 出版日期：2023/09/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：436
人民幣：RMB 69.8 元      售價：元
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內容大鋼
    本書主要講述自動控制原理及其應用，並系統介紹自動控制系統的基本概念、基本理論、分析與設計方法。全書共9章，第1章為緒論，第2章為控制系統的數學模型，第3章為控制系統時域分析，第4章為根軌跡技術，第5章為線性定常系統的頻域分析法，第6章為控制系統的校正設計，第7章為狀態變數系統分析與設計，第8章為數字控制系統，第9章為自動控制系統設計實例。
    本書以培養應用型、研究型人才為主線，通過新穎且充滿挑戰性的問題，讓學生在尋找問題答案的過程中，充分體會發現的樂趣。本書強調以人為本的思想，每章介紹一位與信息自動化學科有關的國際知名學者，同時介紹信息學科某個專業的主要內容和就業方向，正確引導學生了解信息學科各專業的培養目標及相互聯繫。
    本書可作為高等學校自動化類、電氣工程類、電子信息類專業的教材，也可作為人工智慧、機械、化工、航空航天等相關專業的教材，還可作為相關工程技術人員的參考書。
作者介紹
編者:閔虎//楊智|責編:章海濤
目錄
第1章  緒論
  1.1  引言
  1.2  自動控制的定義和歷史回顧
  1.3  自動控制系統舉例及術語定義
    1.3.1  液位控制系統
    1.3.2  溫度控制系統
    1.3.3  自動控制系統術語定義
  1.4  自動控制系統的基本控制方式
    1.4.1  開環控制
    1.4.2  閉環控制
    1.4.3  複合控制
  1.5  自動控制系統的分類
  1.6  自動控制系統的基本要求
  1.7  自動控制系統課程的性質和內容
  小結
  關鍵術語和概念
  拓展您的事業——電子學
  習題1
第2章  控制系統的數學模型
  2.1  引言
  2.2  控制系統的時域數學模型
    2.2.1  微分方程與狀態變數數學模型
    2.2.2  線性定常微分方程的解
    2.2.3  非線性系統的線性化
    2.2.4  運動的模態
  2.3  控制系統的複數域數學模型
    2.3.1  傳遞函數的定義和性質
    2.3.2  傳遞函數的零點和極點
    2.3.3  傳遞函數用於分析控制系統的性能
    2.3.4  傳遞函數數學模型建立舉例
  2.4  控制系統的方框圖與信號流圖
    2.4.1  控制系統的方框圖
    2.4.2  方框圖的等效變換和簡化
    2.4.3  信號流圖
    2.4.4  多輸入系統的傳遞函數
  2.5  輸入/輸出數學模型與狀態變數數學模型之間的關係
    2.5.1  由輸入/輸出數學模型轉換為狀態變數數學模型
    2.5.2  由狀態變數數學模型轉換為輸入/輸出數學模型
    2.5.3  線性定常系統在坐標變換下的特性
  2.6  數學模型的實驗測定法
    2.6.1  數學模型實驗測定的主要方法
    2.6.2  數學模型的工程辨識
  2.7  MATLAB軟體用於控制系統數學模型建立與模擬
  小結
  關鍵術語和概念
  拓展您的事業——電氣工程學科
  習題2
第3章  控制系統時域分析
  3.1  引言
    3.1.1  典型輸入信號

    3.1.2  時域性能指標
  3.2  幾種控制系統的時域分析
    3.2.1  一階系統的時域分析
    3.2.2  典型二階系統的時域分析
    3.2.3  高階系統的時域分析
    3.2.4  MATLAB軟體分析控制系統時域響應
  3.3  線性定常系統的穩定性分析
    3.3.1  穩定性的定義及線性定常系統穩定的充分必要條件
    3.3.2  勞斯-赫爾維茨判據
    3.3.3  勞斯-赫爾維茨判據的應用
  3.4  控制系統的穩態誤差分析
    3.4.1  誤差定義及穩態誤差
    3.4.2  穩態誤差的計算
    3.4.3  擾動作用下的穩態誤差
    3.4.4  減小或消除穩態誤差的措施
  小結
  關鍵術語和概念
  拓展您的事業——自動化學科
  習題3
第4章  根軌跡技術
  4.1  引言
    4.1.1  根軌跡的基本概念
    4.1.2  根軌跡方程
  4.2  根軌跡繪製的基本法則
  4.3  廣義根軌跡
    4.3.1  參數根軌跡
    4.3.2  正反饋系統或非第小相位系統的根軌跡
  4.4  時滯系統的根軌跡
  4.5  根軌跡法在控制系統中的應用
  小結
  關鍵術語和概念
  拓展您的事業——電腦學科
  習題4
第5章  線性定常系統的頻域分析法
  5.1  引言
    5.1.1  頻率特性的基本概念與定義
    5.1.2  頻率特性的幾何表示法
  5.2  典型環節頻率特性曲線的繪製
  5.3  系統的開環頻率特性
    5.3.1  開環奈奎斯特圖的繪製
    5.3.2  開環伯德圖的繪製
    5.3.3  傳遞函數的頻域實驗確定
  5.4  線性定常系統頻域穩定判據
    5.4.1  奈奎斯特穩定判據的數學基礎
    5.4.2  奈奎斯特穩定判據
    5.4.3  對數頻率穩定判據
  5.5  穩定裕度
  5.6  閉環系統的頻率響應
    5.6.1  閉環系統的頻域性能指標
    5.6.2  典型二階系統的頻域性能指標

    5.6.3  確定閉環頻率特性的圖解法：尼科爾斯圖法
    5.6.4  頻域性能指標和時域性能指標的轉換
  5.7  MATLAB軟體在系統頻域分析中的應用
  小結
  關鍵術語和概念
  拓展您的事業——通信系統學科
  習題5
第6章  控制系統的校正設計
  6.1  引言
    6.1.1  控制系統的分析與設計
    6.1.2  不同校正方法的性能指標
    6.1.3  基本校正方式
  6.2  控制器的基本控制規律
    6.2.1  比例控制規律
    6.2.2  積分控制規律
    6.2.3  比例積分控制規律
    6.2.4  比例微分控制規律
    6.2.5  比例積分微分控制規律
    6.2.6  局部速度反饋控制規律
  6.3  常用的校正裝置及其特性
    6.3.1  無源校正網路
    6.3.2  自動化儀錶中的PID控制器
  6.4  根軌跡法在控制系統校正設計中的應用
    6.4.1  超前串級校正
    6.4.2  滯后串級校正
    6.4.3  串級PID校正
    6.4.4  局部反饋校正
  6.5  伯德圖頻域法在控制系統校正設計中的應用
    6.5.1  超前串級校正
    6.5.2  滯后串級校正
    6.5.3  滯后超前校正
    6.5.4  串級校正的預期開環頻率特性設計
  6.6  工業過程式控制制中PID控制器參數的工程整定
    6.6.1  飛升曲線法
    6.6.2  臨界比例度法
  6.7  複合校正控制系統設計
    6.7.1  按擾動補償的複合控制
    6.7.2  按輸入補償的複合控制
  6.8  實用的PID控制器結構與健壯控制問題
    6.8.1  理想的PID控制器
    6.8.2  實用的PID控制器
    6.8.3  二自由度比例積分微分控制問題
    6.8.4  健壯控制系統的設計
  6.9  MATLAB軟體在控制系統設計中的應用
    6.9.1  用MATLAB軟體與頻域法設計控制系統
    6.9.2  用MATLAB軟體與根軌跡法設計控制系統
  小結
  關鍵術語和概念
  拓展您的事業——電子儀器學科
  習題6

第7章  狀態變數系統分析與設計
  7.1  引言
  7.2  線性定常系統的時域響應
    7.2.1  線性定常系統齊次狀態方程的解與狀態轉移矩陣
    7.2.2  狀態轉移矩陣的性質和意義
    7.2.3  線性定常系統非齊次狀態方程的解
  7.3  連續系統的李雅普諾夫穩定性分析
    7.3.1  李雅普諾夫穩定性概念
    7.3.2  李雅普諾夫穩定性理論
    7.3.3  線性定常系統的李雅普諾夫穩定性分析
    7.3.4  非線性系統的李雅普諾夫穩定性分析——克拉索夫斯基法
    7.3.5  李雅普諾夫第二法的其他應用
  7.4  控制系統的可控性和可觀測性
    7.4.1  可控性和可觀測性的定義
    7.4.2  線性定常系統的可控性判據
    7.4.3  線性定常連續系統的可觀測性判據
    7.4.4  線性系統可控性與可觀測性的對偶關係
    7.4.5  控制系統的結構分解
  7.5  線性定常系統的極點配置設計
    7.5.1  狀態反饋和輸出反饋的概念
    7.5.2  狀態變數閉環控制系統的極點配置設計
    7.5.3  基於狀態觀測器的控制系統設計
  小結
  關鍵術語和概念
  拓展您的事業——科學研究與信息工程教育事業
  習題7
第8章  數字控制系統
  8.1  引言
    8.1.1  採樣控制過程
    8.1.2  數字控制系統的組成
  8.2  信號的採樣與保持
    8.2.1  採樣過程
    8.2.2  採樣過程的數學描述
    8.2.3  香農採樣定理
    8.2.4  採樣周期的選取
    8.2.5  信號保持
  8.3  Z變換理論
    8.3.1  Z變換的定義
    8.3.2  Z變換的方法
    8.3.3  Z變換的基本定理
    8.3.4  Z反變換
  8.4  離散系統的數學模型
    8.4.1  線性定常離散系統差分方程及其解法
    8.4.2  脈衝傳遞函數
    8.4.3  開環系統脈衝傳遞函數
    8.4.4  閉環系統脈衝傳遞函數
  8.5  線性定常離散系統的穩定性
    8.5.1  線性定常離散系統穩定的充要條件
    8.5.2  線性定常離散系統的穩定性判據
  8.6  離散系統的穩態誤差

  8.7  離散系統的動態性能分析
  8.8  數字控制器的設計
    8.8.1  模擬化設計方法
    8.8.2  數字化設計方法
  8.9  MATLAB在數字控制系統中的應用
    8.9.1  用MATLAB軟體實現Z變換和Z反變換
    8.9.2  連續系統模型與離散系統模型的轉換
    8.9.3  基於MATLAB軟體的線性定常數字控制系統的穩定性分析
    8.9.4  基於MATLAB軟體的數字控制系統的時域分析
  小結
  關鍵術語和概念
  拓展您的事業——軟體工程學科
  習題8
第9章  自動控制系統設計實例
  9.1  引言
  9.2  溫度控制器的設計與實現
    9.2.1  溫度控制系統分析
    9.2.2  溫度控制系統硬體設計
    9.2.3  溫度控制系統性能
  9.3  倒立擺控制系統設計與實現
    9.3.1  倒立擺控制系統數學模型的建立
    9.3.2  倒立擺控制系統硬體設計
    9.3.3  倒立擺控制系統演算法模擬
    9.3.4  倒立擺控制系統實現
  小結
  關鍵術語和概念
  拓展您的事業——航空航天技術
附錄A  拉普拉斯變換
附錄B  李雅普諾夫主穩定性定理的證明
附錄C  常用Z變換表
參考文獻

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