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控制工程導論(吉林大學本科十三五規劃教材)

  • 作者：編者:胡云峰//孫吉//劉振澤//李壽濤|責編:姜紅//韓海童
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030710178
  • 出版日期：2023/11/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：221
人民幣：RMB 66 元      售價：元
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內容大鋼
    本書與工程實踐緊密結合，對連續控制系統、離散控制系統、非線性系統等進行了描述，從控制系統的結構、分類、分析、設計出發，引出系統數學模型，對傳遞函數、動態結構圖、典型環節等內容進行了細緻的描述。本書重點對時域部分的系統階躍響應分析、穩定性分析、穩態誤差計算，頻域部分的伯德圖、幅相頻率特性曲線、穩定裕度等內容進行了闡述，進而引入現代控制理論的相關內容，並針對控制方法在車輛工程中的應用給出了詳細介紹。本書與「控制工程基礎」慕課同步使用，便於讀者學習。
    本書結構緊湊、語言簡練，講解由淺入深、通俗易懂，可作為機械設計製造及其自動化、車輛工程、測控技術與儀器、過程裝備及控制工程、機械電子工程、機械工程等相關專業本科生教材，也可作為系統與控制領域廣大工程技術人員和科技工作者的學習參考書。
作者介紹
編者:胡云峰//孫吉//劉振澤//李壽濤|責編:姜紅//韓海童
目錄
前言
1  自動控制的一般概念
  1.1  控制、自動控制及自動控制系統
  1.2  自動控制的基本控制方式
    1.2.1  開環控制
    1.2.2  反饋控制
    1.2.3  複合控制
  1.3  反饋控制系統的基本結構及分類
    1.3.1  反饋控制系統基本結構
    1.3.2  反饋控制系統分類
  1.4  控制工程基礎概要
    1.4.1  系統建模
    1.4.2  系統分析
    1.4.3  自動控制系統校正
2  控制系統的數學模型
  2.1  控制系統的時域數學模型
    2.1.1  控制系統時域數學模型建立的基本方法
    2.1.2  控制系統時域數學模型建立示例
    2.1.3  非線性微分方程線性化
  2.2  控制系統的複數域數學模型
    2.2.1  傳遞函數
    2.2.2  典型環節傳遞函數
  2.3  控制系統結構圖及其簡化
    2.3.1  控制系統結構圖基本單元、概念及畫法
    2.3.2  控制系統結構圖簡化
  2.4  控制系統的信號流圖
    2.4.1  系統信號流圖畫法
    2.4.2  根據系統的信號流圖求取閉環傳遞函數
  小結
  習題
3  線性定常系統的時域分析法
  3.1  典型輸入信號
  3.2  線性定常系統的穩定性分析
    3.2.1  穩定性的概念
    3.2.2  系統穩定的充要條件
    3.2.3  系統的穩定判據
    3.2.4  勞斯-赫爾維茨判據應用
  3.3  線性定常系統的動態性能分析
    3.3.1  典型二階系統動態性能分析
    3.3.2  典型二階系統動態性能指標
    3.3.3  改善典型二階系統動態性能的方法
    3.3.4  高階系統動態性能分析
  3.4  線性定常系統穩態誤差的計算
    3.4.1  系統誤差及系統穩態誤差的概念
    3.4.2  系統穩態誤差的計算
    3.4.3  反饋系統在擾動作用下系統穩態誤差的計算
    3.4.4  複合控制系統穩態誤差的計算
  小結
  習題
4  線性系統的根軌跡

  4.1  根軌跡與根軌跡方程
    4.1.1  根軌跡
    4.1.2  根軌跡中系統閉環傳遞函數零極點與開環傳遞函數零極點的關係
    4.1.3  根軌跡方程
  4.2  根軌跡繪製的基本法則
  4.3  系統根軌跡的繪製實例
  4.4  系統性能的根軌跡分析
    4.4.1  系統性能的定性分析
    4.4.2  附加開環零點對系統性能的改善
  小結
  習題
5  線性定常系統的頻域分析法
  5.1  頻率特性的基本概念及幾何表示方法
    5.1.1  頻率特性的基本概念
    5.1.2  頻率特性的幾何表示方法
  5.2  典型環節頻率特性繪製及特點
    5.2.1  比例環節
    5.2.2  慣性環節
    5.2.3  積分環節
    5.2.4  微分環節
    5.2.5  振蕩環節
    5.2.6  不穩定慣性環節
  5.3  閉環系統的開環頻率特性繪製
    5.3.1  開環頻率特性繪製方法
    5.3.2  開環對數幅頻特性及對數相頻特性繪製
  5.4  系統穩定性的頻域判據
    5.4.1  奈奎斯特穩定判據
    5.4.2  對數穩定判據
  5.5  系統穩定裕度
  5.6  最小相位系統開環對數幅頻特性與閉環系統動態及穩態性能的關係
    5.6.1  低頻段與系統穩態誤差的關係
    5.6.2  斜率對的影響
    5.6.3  開環增益K對的影響
    5.6.4  與系統動態性能的關係
  小結
  習題
6  線性定常系統的校正
  6.1  線性定常系統校正的概念、方式和方法
    6.1.1  線性定常系統校正的概念
    6.1.2  線性定常系統校正的方式
    6.1.3  線性定常系統校正的方法
  6.2  常用校正裝置及其控制規律
    6.2.1  超前校正及其裝置
    6.2.2  滯后校正及其裝置
    6.2.3  滯后超前校正及其裝置
  6.3  應用頻域分析法進行串聯校正的基本方法及步驟
  6.4  工程設計方法
    6.4.1  典型「I」型系統設計方法
    6.4.2  典型「II」型系統設計方法
  6.5  線性定常系統的複合控制校正

  小結
  習題
7  線性採樣系統分析
  7.1  離散採樣系統的基本概念
  7.2  z變換理論
    7.2.1  z變換定義
    7.2.2  典型信號的z變換
    7.2.3  z變換定理
    7.2.4  z變換說明
    7.2.5  z變換的局限性
  7.3  採樣與信號保持
    7.3.1  採樣過程數學描述
    7.3.2  採樣定理
    7.3.3  信號的復現與保持器
  7.4  脈衝傳遞函數
    7.4.1  脈衝傳遞函數的定義
    7.4.2  脈衝傳遞函數與差分方程的關係
    7.4.3  脈衝傳遞函數的求法
    7.4.4  串聯環節的脈衝傳遞函數
    7.4.5  有零階保持器的開環脈衝傳遞函數
    7.4.6  閉環系統脈衝傳遞函數
  7.5  離散採樣系統的性能分析
    7.5.1  離散採樣系統穩定性分析
    7.5.2  離散採樣系統的系統穩態誤差計算
    7.5.3  離散採樣系統的動態性能分析
  7.6  離散採樣系統和連續系統的性能對比
  小結
  習題
8  控制系統的狀態空間分析
  8.1  狀態空間分析法的基本概念
  8.2  線性系統狀態空間模型的建立
    8.2.1  利用系統微分方程建立狀態空間方程
    8.2.2  利用系統傳遞函數建立狀態空間方程
    8.2.3  線性系統的狀態空間方程與傳遞函數的關係
    8.2.4  狀態空間方程之間的轉換
  8.3  線性系統狀態空間方程的求解
    8.3.1  線性系統狀態空間方程的解
    8.3.2  狀態轉移矩陣及其性質
    8.3.3  狀態轉移矩陣求取
    8.3.4  線性系統的輸出方程
  8.4  線性系統的可控性和可觀測性
    8.4.1  線性系統的可控性
    8.4.2  線性定常系統的狀態可控性的代數判據
    8.4.3  線性系統的可觀測性
    8.4.4  線性定常系統的狀態可觀測性的代數判據
    8.4.5  對偶原理
  8.5  線性系統狀態空間的標準型
    8.5.1  可控標準型
    8.5.2  可觀測標準型
  8.6  線性系統的狀態反饋和輸出反饋

    8.6.1  線性系統的狀態反饋
    8.6.2  線性系統的輸出反饋
    8.6.3  狀態觀測器
    8.6.4  分離定理
  8.7  李雅普諾夫穩定性分析
    8.7.1  相關數學基礎
    8.7.2  李雅普諾夫意義下穩定性的含義
    8.7.3  李雅普諾夫第二法
    8.7.4  李雅普諾夫第二法在線性定常系統中的應用
  小結
  習題
9  MATLAB的應用
  9.1  MATLAB與控制系統的數學模型
    9.1.1  線性連續系統的數學模型
    9.1.2  線性離散系統的數學模型
    9.1.3  數學模型間的變換
  9.2  MATLAB與控制系統的時域分析
    9.2.1  線性系統的性能計算
    9.2.2  穩定性分析
  9.3  MATLAB與控制系統的頻域分析
    9.3.1  奈奎斯特曲線的繪製
    9.3.2  伯德圖的繪製
    9.3.3  幅值裕度和相位裕度的求取
  9.4  MATLAB與離散系統的分析
    9.4.1  離散系統的時域響應
    9.4.2  離散系統的穩定性分析
  9.5  MATLAB與系統的根軌跡
    9.5.1  繪製系統的根軌跡
    9.5.2  計算系統根軌跡的增益及其他極點的計算
  小結
  習題
10  控制系統在車輛工程中的應用
  10.1  電子節氣門控制系統
    10.1.1  電子節氣門結構
    10.1.2  節氣門模型推導
    10.1.3  節氣門系統中的PID控制
  10.2  發動機怠速控制系統
    10.2.1  發動機怠速模型的建立
    10.2.2  發動機怠速控制器設計
  小結
參考文獻

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