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自動控制原理(第2版全國高等學校自動化專業系列教材)

  • 作者：編者:王建輝//顧樹生|責編:王一玲
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302347439
  • 出版日期：2014/04/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：447
人民幣：RMB 75 元      售價：元
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內容大鋼
    本書闡述了經典控制理論的基本概念、原理和自動控制系統的各種分析方法，主要內容包括線性連續系統與離散系統的時域和頻域理論，如系統的動態性能、靜態性能、穩定性的分析和各種設計方法的運用等。
    本書從基本概念、基本分析方法入手，結合生產和生活中的實例，以時域分析方法為主線，時域分析和頻域分析並進，在嚴謹的數學推導的基礎上，利用直觀的物理概念，引出系統參數與系統指標之間的內在聯繫。
    本書既可以作為高等學校自動化、儀錶、電氣傳動、電腦、機械、化工、航天航空等相關專業的教材，也可供有關工程技術人員再學習時參考。
作者介紹
編者:王建輝//顧樹生|責編:王一玲
目錄
第1章  自動控制系統的基本概念
  1.1  開環控制系統與閉環控制系統
  1.2  閉環控制系統的組成和基本環節
  1.3  自動控制系統的類型
    1.3.1  線性系統和非線性系統
    1.3.2  連續系統和離散系統
    1.3.3  恆值系統、隨動系統和程序控制系統
  1.4  自動控制系統的性能指標
    1.4.1  穩定性
    1.4.2  穩態性能指標
    1.4.3  暫態性能指標
  小結
  思考題與習題
第2章  自動控制系統的數學模型
  2.1  微分方程式的編寫
    2.1.1  機械系統
    2.1.2  電氣系統
    2.1.3  液壓系統
    2.1.4  熱工系統
  2.2  非線性數學模型的線性化
  2.3  傳遞函數
    2.3.1  傳遞函數的定義
    2.3.2  典型環節的傳遞函數及暫態特性
  2.4  系統動態結構圖
  2.5  系統傳遞函數和結構圖的等效變換
    2.5.1  典型連接的等效傳遞函數
    2.5.2  相加點及分支點的變位運算
    2.5.3  系統開環傳遞函數
    2.5.4  系統閉環傳遞函數
    2.5.5  系統對給定作用和擾動作用的傳遞函數
  2.6  信號流圖
    2.6.1  信號流圖中的術語
    2.6.2  信號流圖的繪製
    2.6.3  信號流圖的基本簡化法則
    2.6.4  梅遜增益公式
  2.7  用MATLAB求解線性微分方程和化簡系統方框圖
    2.7.1  MATLAB中數學模型的表示
    2.7.2  用MATLAB求解線性微分方程
    2.7.3  MATLAB在系統方框圖化簡中的應用
  小結
  思考題與習題
第3章  自動控制系統的時域分析
  3.1  自動控制系統的時域指標
    3.1.1  對控制性能的要求
    3.1.2  自動控制系統的典型輸入信號
  3.2  一階系統的階躍響應
    3.2.1  一階系統的數學模型
    3.2.2  一階系統的單位階躍響應
  3.3  二階系統的階躍響應
    3.3.1  典型二階系統的動態特性

    3.3.2  二階系統動態性能指標
    3.3.3  二階系統特徵參數與動態性能指標之間的關係
    3.3.4  二階工程最佳參數
    3.3.5  零點、極點對二階系統動態性能的影響
  3.4  高階系統的動態響應
  3.5  自動控制系統的代數穩定判據
    3.5.1  線性系統穩定性的概念和穩定的充分必要條件
    3.5.2  勞斯判據
    3.5.3  赫爾維茨判據
    3.5.4  謝緒愷判據
    3.5.5  參數對穩定性的影響
    3.5.6  相對穩定性和穩定裕度
  3.6  穩態誤差
    3.6.1  擾動穩態誤差
    3.6.2  給定穩態誤差和誤差係數
    3.6.3  減小穩態誤差的方法
  3.7  用MATLAB進行系統時域分析
    3.7.1  典型輸入信號的MATLAB實現
    3.7.2  系統的穩定性分析
    3.7.3  MATLAB在求解系統給定穩態誤差中的應用
  小結
  思考題與習題
第4章  根軌跡法
  4.1  根軌跡法的基本概念
  4.2  根軌跡的繪製法則
    4.2.1  繪製根軌跡的一般法則
    4.2.2  自動控制系統的根軌跡
    4.2.3  零度根軌跡
    4.2.4  參數根軌跡
  4.3  用根軌跡法分析系統的動態特性
    4.3.1  在根軌跡上確定特徵根
    4.3.2  用根軌跡法分析系統的動態特性
    4.3.3  開環零點對系統根軌跡的影響
    4.3.4  開環極點對系統根軌跡的影響
    4.3.5  偶極子對系統性能的影響
  4.4  用MATLAB繪製根軌跡
    4.4.1  根軌跡分析的MATLAB實現的函數指令格式
    4.4.2  零度根軌跡的MATLAB繪製
    4.4.3  參數根軌跡的MATLAB繪製
  小結
  思考題與習題
第5章  頻率法
  5.1  頻率特性的基本概念
  5.2  非周期函數的頻譜分析
    5.2.1  周期函數的傅氏級數分解
    5.2.2  非周期函數的頻譜
  5.3  頻率特性的表示方法
    5.3.1  幅相頻率特性
    5.3.2  對數頻率特性
    5.3.3  對數幅相頻率特性

  5.4  典型環節的頻率特性
    5.4.1  比例環節
    5.4.2  慣性環節
    5.4.3  積分環節
    5.4.4  微分環節
    5.4.5  振蕩環節
    5.4.6  時滯環節
    5.4.7  最小相位環節
  5.5  系統開環頻率特性的繪製
    5.5.1  系統的開環幅相頻率特性
    5.5.2  系統的開環對數頻率特性
  5.6  用頻率法分析控制系統的穩定性
    5.6.1  控制系統的穩定判據
    5.6.2  奈氏穩定判據的基本原理
    5.6.3  映射定理
    5.6.4  奈氏路徑及其映射
    5.6.5  奈氏穩定判據
    5.6.6  開環有串聯積分環節的系統
    5.6.7  用系統開環對數頻率特性判斷閉環系統穩定性
    5.6.8  應用奈氏穩定判據判斷閉環系統穩定性舉例
    5.6.9  系統的穩定裕度
  5.7  系統動態特性和開環頻率特性的關係
    5.7.1  開環對數頻率特性的基本性質
    5.7.2  系統動態特性和開環頻率特性的關係
  5.8  閉環系統頻率特性
    5.8.1  閉環系統頻率特性與開環系統頻率特性的關係
    5.8.2  閉環系統等M圓、等θ圓及尼氏圖
    5.8.3  非單位反饋系統的閉環頻率特性
  5.9  系統動態特性和閉環頻率特性的關係
    5.9.1  諧振峰值Mp和超調量σ%之間的關係
    5.9.2  諧振峰值Mp和調節時間ts的關係
    5.9.3  頻帶寬BW和ξ之間的關係
  5.10  用MATLAB繪製系統開環頻率特性
    5.10.1  用MATLAB繪製系統開環對數頻率特性（伯德圖）
    5.10.2  用MATLAB繪製系統開環幅相頻率特性（奈氏曲線）
    5.10.3  穩定裕度求解
  小結
  思考題與習題
第6章  控制系統的校正及綜合
  6.1  控制系統校正的一般概念
    6.1.1  基本校正方法
    6.1.2  用頻率法校正的特點
  6.2  串聯校正
    6.2.1  串聯超前（微分）校正
    6.2.2  串聯滯后（積分）校正
    6.2.3  串聯滯后-超前（積分-微分）校正
  6.3  反饋校正
    6.3.1  反饋校正的功能
    6.3.2  反饋校正裝置的設計
  6.4  複合校正

    6.4.1  按擾動補償的複合控制
    6.4.2  按輸入補償的複合控制
  6.5  應用MATLAB進行系統校正
    6.5.1  串聯超前校正設計
    6.5.2  串聯滯后校正設計
    6.5.3  串聯滯后-超前校正設計
  小結
  思考題與習題
第7章  非線性系統分析
  7.1  非線性系統動態過程的特點
  7.2  非線性特性及其對系統性能的影響
    7.2.1  不靈敏區（死區）
    7.2.2  飽和
    7.2.3  間隙
    7.2.4  摩擦
    7.2.5  繼電器特性
  7.3  非線性特性的描述函數
    7.3.1  諧波線性化
    7.3.2  非線性特性的描述函數
    7.3.3  典型非線性特性的描述函數
  7.4  非線性系統的描述函數法
    7.4.1  非線性系統的典型結構及基本條件
    7.4.2  非線性系統的穩定性分析
    7.4.3  自振分析
    7.4.4  應用描述函數法分析非線性系統
    7.4.5  非線性系統結構圖的簡化
  7.5  改善非線性系統性能的措施及非線性特性的利用
    7.5.1  改變線性部分的參數或對線性部分進行校正
    7.5.2  改變非線性特性
    7.5.3  非線性特性的應用
    7.5.4  用振蕩線性化改善系統性能
  7.6  相平面法
    7.6.1  相軌跡的特徵
    7.6.2  相軌跡的繪製方法
    7.6.3  用相平面法分析非線性系統
  小結
  思考題與習題
第8章  線性離散系統的理論基礎
  8.1  線性離散系統的基本概念
  8.2  離散時間函數的數學表達式及採樣定理
    8.2.1  離散時間函數的數學表達式
    8.2.2  採樣函數f*(t)的頻譜分析
    8.2.3  採樣定理
    8.2.4  信號的復現
  8.3  z變換
    8.3.1  z變換的定義
    8.3.2  z變換的方法
    8.3.3  z變換的性質
    8.3.4  z反變換
  8.4  線性常係數差分方程

    8.4.1  差分方程的定義
    8.4.2  差分方程的解法
  8.5  脈衝傳遞函數
    8.5.1  脈衝傳遞函數的定義
    8.5.2  脈衝傳遞函數的推導
    8.5.3  開環系統脈衝傳遞函數
    8.5.4  閉環系統脈衝傳遞函數
  8.6  採樣控制系統的時域分析
    8.6.1  用z變換法求系統的單位階躍響應
    8.6.2  採樣系統的穩定性分析
    8.6.3  採樣控制系統的穩態誤差
  8.7  採樣控制系統的頻域分析
    8.7.1  雙線性變換
    8.7.2  伯德圖
  8.8  線性離散系統的數字校正
    8.8.1  用根軌跡法綜合數字校正裝置
    8.8.2  數字校正裝置的實現
  8.9  最少拍離散控制系統的分析與設計
    8.9.1  最少拍系統的閉環脈衝傳遞函數
    8.9.2  最少拍系統的設計
  8.10  用MATLAB進行採樣系統分析
    8.10.1  z變換和z反變換
    8.10.2  連續系統的離散化
    8.10.3  採樣控制系統的時域分析
    8.10.4  採樣控制系統的頻域分析
  小結
  思考題與習題
名詞術語索引
附錄本書使用的部分MATLAB指令
參考文獻

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