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控制系統原理與工程基礎(清華大學測控技術與儀器系列教材)

  • 作者:編者:陳志勇//郭美鳳|責編:王欣//趙從棉
  • 出版社:清華大學
  • ISBN:9787302646648
  • 出版日期:2023/10/01
  • 裝幀:平裝
  • 頁數:216
人民幣:RMB 48 元      售價:
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內容大鋼
    本書是為機械、儀器和車輛等高等學校工科專業的本科生編寫的一本關於自動控制原理和方法的教材,主要針對單輸入單輸出線性定常控制系統闡述相關的理論和方法。
    本書介紹了控制環節微分方程的建立、拉普拉斯變換及傳遞函數、系統的瞬態響應特性、穩態誤差理論、穩定性判據和頻率響應特性等基礎理論;討論了系統開環、閉環、時域和頻域特性之間的關係及比較理想的開環頻率特性;從頻率特性的角度論述了各種控制器的工作原理和設計方法,分析了用根軌跡法設計控制器的思路和過程,還介紹了二自由度控制、輸入前饋控制和干擾前饋補償等控制結構,及多個控制系統實例。在數字控制部分,介紹了數字控制系統和z?變換,主要討論了用模擬-離散變換方法設計數字控制器的問題。
    本書注重用圖形和舉例輔助對控制理論和方法的探討。
    除了用作本科生教材,本書也可作為相關專業的研究生和工程技術人員的參考資料。

作者介紹
編者:陳志勇//郭美鳳|責編:王欣//趙從棉

目錄
第1章  緒論
  1.1  自動控制系統
  1.2  開環控制與閉環控制
  1.3  閉環控制系統的實現形式
  1.4  系統的干擾和輸入
第2章  控制環節的數學描述
  2.1  一些物理環節的數學描述
  2.2  線性環節的數學模型的一般形式
  習題
第3章  拉普拉斯變換與傳遞函數
  3.1  線性微分方程
    3.1.1  線性齊次微分方程的一般理論
    3.1.2  常係數線性齊次微分方程的解
    3.1.3  高階線性非齊次微分方程的解
  3.2  拉普拉斯變換
    3.2.1  拉普拉斯變換的定義
    3.2.2  常用函數及其拉普拉斯變換
    3.2.3  拉普拉斯變換的性質
    3.2.4  拉普拉斯逆變換
    3.2.5  用拉普拉斯變換法解微分方程
  3.3  傳遞函數
    3.3.1  傳遞函數的定義
    3.3.2  傳遞函數實例
    3.3.3  相關名詞
  習題
第4章  系統的瞬態響應特性
  4.1  一階系統的瞬態響應
  4.2  二階系統的瞬態響應
  4.3  高階系統的瞬態響應
  4.4  瞬態響應的性能指標
  習題
第5章  控制系統的框圖和傳遞函數
  5.1  控制系統的框圖
  5.2  框圖的簡化和等效變換
  5.3  梅森公式
  5.4  疊加原理和閉環控制系統的傳遞函數
  習題
第6章  反饋控制系統的工作機制和穩態誤差
  6.1  反饋控制系統的工作機制
    6.1.1  溫度控制箱的自動控制框圖
    6.1.2  嘗試設計控制器
    6.1.3  能實現零穩態誤差的控制器
  6.2  反饋控制系統的穩態誤差
    6.2.1  控制系統理想的輸入一輸出關係
    6.2.2  穩態偏差和穩態誤差
    6.2.3  相應于輸入信號的穩態偏差
    6.2.4  干擾引起的穩態偏差
    6.2.5  內模原理
  習題
第7章  系統的穩定性與勞斯一赫爾維茨判據

  7.1  閉環系統的穩定性問題
  7.2  系統穩定性的實質
  7.3  勞斯一赫爾維茨判據
  習題
第8章  奈奎斯特穩定性判據
  8.1  映射定理
  8.2  奈奎斯特判據
  8.3  奈奎斯特圖的作圖及判據應用
  習題
第9章  系統的頻率響應特性
  9.1  頻率響應特性
  9.2  伯德圖
  9.3  最小相位系統
  9.4  系統開環頻率特性的關鍵參數
  9.5  開環與閉環頻率響應特性的關係
  9.6  系統閉環頻率響應的特徵參數
  習題
第10章  閉環時域特性與開環頻域特性的關係
  10.1  系統時域與頻域特性的定性分析
  10.2  系統時域與頻域參數的定量關係
    10.2.1  一個典型系統
    10.2.2  諧振峰值與相位裕量的關係
    10.2.3  最大超調量與相位裕量的關係
    10.2.4  建立時間與相位裕量及增益交越頻率的關係
    10.2.5  閉環截止角頻率與開環增益交越角頻率的關係
  10.3  理想的系統開環頻率特性
第1 1章  較優的系統模型
  11.1  綜合誤差指標
  11.2  較優的Ⅰ型系統
  11.3  較優的Ⅱ型系統
  11.4  基於期望頻率特性的控制器設計方法
  習題
第1 2章  控制器
  12.1  控制器的類型與原理
    12.1.1  比例控制器
    12.1.2  積分控制器
    12.1.3  比例一積分控制器
    12.1.4  相位滯后校正器
    12.1.5  比例一微分控制器
    12.1.6  相位超前校正器
    12.1.7  比例一積分一微分控制器
  12.2  控制器參數的設定方法
    12.2.1  比例控制器
    12.2.2  PI控制器
    12.2.3  PD和相位超前校正器
    12.2.4  PID控制參數的設定
    12.2.5  PID控制參數的實驗調整方法
  12.3  控制器的實現
  習題
弟13章 根軌跡法

  13.1  根軌跡
  13.2  根軌跡規則
  13.3  控制器零極點的配置方法
  13.4  參數根軌跡方法
  習題
第14章  控制系統的其他構型
  14.1  二自由度控制結構
  14.2  輸入的前饋控制
  14.3  干擾的前饋補償
    14.3.1  干擾一偏差的頻率響應
    14.3.2  干擾一偏差瞬態響應
    14.3.3  干擾前饋補償結構
  習題
第15章  幾個控制系統實例
  15.1  自動增益控制
  15.2  運算放大電路
  15.3  鎖相環
  15.4  自激振蕩系統
  15.5  倒立擺
  15.6  永磁直流電動機伺服系統
    15.6.1  永磁直流電動機的傳遞函數
    15.6.2  電流環
    15.6.3  速度環
    15.6.4  位置環
  習題
第16章  數字控制系統概述
  16.1  數字控制系統的結構
  16.2  採樣
  16.3  零階保持器
  16.4  數字控制系統中的信號及信號的延遲
第17章  z變換
  17.1  差分方程
  17.2  z變換
    17.2.1  定義
    17.2.2  幾種離散時間序列的z變換
    17.2.3  z變換的性質和定理
  17.3  離散傳遞函數
  17.4  s平面與z平面的映射關係
  17.5  z平面極點位置與瞬態響應特性的關係
  習題
第1 8章  數字控制器的連續一離散設計方法
  18.1  前向、後向差分法
  18.2  雙線性變換法
  18.3  零極點匹配法
  18.4  各方法的映射偏差
  18.5  雙線性變換法的頻率特性校正
  習題
附錄 拉普拉斯變換表和z變換表
參考文獻

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