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自動控制原理(第4版教育部高等學校電工電子基礎課程教學指導分委員會推薦教材)

  • 作者：編者:王輝|責編:高雲峰
  • 出版社：高等教育
  • ISBN：9787040647839
  • 出版日期：2025/09/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：423
人民幣：RMB 68 元      售價：元
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內容大鋼
    本書是工業和信息化部「十二五」規劃教材。哈爾濱工程大學「自動控制理論」課程于2023年獲批國家級一流本科課程。本書與「智慧樹」網站已上線的哈爾濱工程大學「自動控制理論」課程的「MOOC」和「知識圖譜」配套使用。本書共分8章，全面系統地介紹了自動控制理論經典部分的基本概念、模型、分析和設計方法及應用，具體包括自動控制的基本概念，控制系統在時域和複數域中的數學模型及其簡化；線性系統的時域分析法、複數域根軌跡法、頻域分析法及校正與設計等方法；非線性控制系統的相平面和描述函數法等基本分析方法；線性離散系統的基礎理論、數學模型、穩定性和穩態誤差、動態性能分析以及數字校正等問題。
    本書以船舶航向控制系統、船舶橫搖減搖鰭控制系統、機械臂控制系統為應用實例貫穿全書，給出了經典控制理論在實際對象中的應用方法。全書內容取材新穎、闡述深入淺出，理論分析緊密聯繫工程應用，凸顯工程特色。
    本書為新形態教材，通過配套的「知識圖譜+AI助手」對全書的知識點進行一體化設計的導學引領，書中針對重難點知識點製作了講解視頻、知識圖譜、配套練習等數字化學習資源，讀者掃描相應的二維碼即可在線學習，可提升讀者對全書知識點的有效理解並提高自主學習效率。
    本書可作為高等工科院校自動化類、電氣類、電子信息類、儀器類、電腦類、機械類、交通運輸類、海洋工程類等專業學生的教材，亦可供相關專業的研究生或從事相關專業的工程技術人員參考，特別適合於面向船舶自動化方向的本科生和從事船舶自動化領域研究的研究生及工程技術人員學習參考。
作者介紹
編者:王輝|責編:高雲峰
目錄
第1章  緒論
  §1.1  自動控制的發展歷程
    1.1.1  自動控制理論的萌芽
    1.1.2  經典控制理論
    1.1.3  現代控制理論
    1.1.4  大系統理論的發展
    1.1.5  智能控制理論的發展
  §1.2  自動控制的一般概念
    1.2.1  自動控制相關定義
    1.2.2  自動控制系統分類
    1.2.3  自動控制系統基本組成
  §1.3  自動控制系統的基本工作原理
    1.3.1  自動控制基本工作形式
    1.3.2  反饋控制原理
    1.3.3  偏差控制與擾動控制
  §1.4  對自動控制系統的基本要求
    1.4.1  穩定性
    1.4.2  快速性
    1.4.3  準確性
  §1.5  自動控制系統應用實例
    1.5.1  船舶航向控制系統
    1.5.2  船舶橫搖減搖鰭控制系統
    1.5.3  機械臂控制系統
  習題
第2章  控制系統的數學模型
  §2.1  控制系統的數學模型概述
    2.1.1  數學模型的定義
    2.1.2  數學模型的分類
    2.1.3  控制系統的建模方法
  §2.2  控制系統的時域數學模型
    2.2.1  控制系統微分方程的建立
    2.2.2  非線性微分方程的線性化
  §2.3  控制系統的複數域數學模型
    2.3.1  傳遞函數
    2.3.2  控制系統典型環節傳遞函數
    2.3.3  典型控制元件的傳遞函數
  §2.4  控制系統的結構圖和信號流圖
    2.4.1  控制系統的結構圖及其化簡
    2.4.2  信號流圖
  §2.5  反饋控制系統的傳遞函數
  §2.6  控制系統建模實例
  習題
第3章  線性系統的時域分析法
  §3.1  線性系統的時域分析基礎
    3.1.1  時域分析的特點和零初始狀態
    3.1.2  典型輸入信號
    3.1.3  典型性能指標
  §3.2  一階系統時域分析
    3.2.1  典型一階系統的數學模型
    3.2.2  一階系統時域響應

  §3.3  二階系統時域分析
    3.3.1  典型二階系統的數學模型
    3.3.2  二階系統的單位階躍響應
    3.3.3  二階系統的動態過程分析
    3.3.4  二階系統的單位衝激響應
    3.3.5  二階系統性能指標的改善方法
  §3.4  高階系統的時域分析
  §3.5  線性系統的穩定性分析
    3.5.1  穩定性的概念
    3.5.2  控制系統穩定的數學條件
    3.5.3  勞斯穩定判據
  §3.6  線性系統穩態誤差的分析與計算
    3.6.1  穩態誤差的基本概念
    3.6.2  穩態誤差的一般計算方法
    3.6.3  減小穩態誤差的措施
  §3.7  控制系統的時域分析實例
  習題
第4章  線性系統的根軌跡法
  §4.1  根軌跡的基本概念
    4.1.1  反饋控制系統的根軌跡
    4.1.2  根軌跡方程
  §4.2  根軌跡的繪製
    4.2.1  180°根軌跡繪製的基本規則
    4.2.2  零度根軌跡繪製的基本規則
    4.2.3  參量根軌跡
  §4.3  控制系統性能的根軌跡法分析
    4.3.1  閉環零、極點分佈對系統性能的影響分析
    4.3.2  開環零、極點分佈對系統性能的影響分析
  §4.4  控制系統的根軌跡法分析實例
  習題
第5章  線性系統的頻域分析法
  §5.1  頻率特性
    5.1.1  頻率特性的基本概念
    5.1.2  頻率特性的幾何表示
  §5.2  典型環節與開環系統的頻率特性
    5.2.1  典型環節的頻率特性
    5.2.2  開環幅相曲線的繪製
    5.2.3  開環對數頻率特性曲線的繪製
    5.2.4  延遲環節與延遲系統的頻率特性
    5.2.5  確定傳遞函數的頻域實驗法
  §5.3  頻率域穩定性分析
    5.3.1  奈奎斯特穩定判據的數學基礎
    5.3.2  奈奎斯特穩定判據
    5.3.3  對數頻率穩定判據
    5.3.4  穩定裕度
  §5.4  閉環系統的頻域性能指標
    5.4.1  系統閉環頻率特性
    5.4.2  系統閉環頻率特性與時域性能指標的關係
  §5.5  系統開環頻率特性與時域性能指標的關係
  §5.6  控制系統的頻域分析實例

  習題
第6章  線性系統的校正設計
  §6.1  系統設計的基本問題
    6.1.1  線性控制系統的設計步驟
    6.1.2  系統校正的定義
    6.1.3  校正方案
    6.1.4  校正方法
    6.1.5  基本控制規律
  §6.2  分析法校正
    6.2.1  串聯超前校正
    6.2.2  串聯滯后校正
    6.2.3  滯后   超前校正
  §6.3  根軌跡法校正
    6.3.1  根軌跡法校正的基本思路
    6.3.2  根軌跡法做微分校正
    6.3.3  根軌跡法積分校正
  §6.4  綜合法校正
    6.4.1  綜合法校正的基本問題
    6.4.2  綜合法串聯校正
    6.4.3  綜合法反饋校正
  §6.5  複合校正
    6.5.1  按擾動補償的複合控制
    6.5.2  按輸入補償的複合控制
  §6.6  控制系統校正設計實例
  習題
第7章  非線性控制系統分析
  §7.1  非線性控制系統概述
    7.1.1  非線性控制系統的基本概念
    7.1.2  非線性控制系統的特點
  §7.2  描述函數法
    7.2.1  描述函數定義
    7.2.2  典型非線性特性的描述函數
    7.2.3  負倒描述函數
    7.2.4  奈奎斯特穩定判據在非線性控制系統中的應用
  §7.3  相平面法
    7.3.1  相平面的基本概念
    7.3.2  相軌跡的特點
    7.3.3  相軌跡的繪製方法
    7.3.4  由相平面圖求時間解
    7.3.5  線性控制系統的相軌跡
  §7.4  非線性控制系統分析實例
  習題
第8章  線性離散控制系統的分析與設計
  §8.1  線性離散系統的一般概念
    8.1.1  信號的分類
    8.1.2  離散系統的典型結構
    8.1.3  離散系統的特點
  §8.2  信號的採樣與保持
    8.2.1  信號的採樣
    8.2.2  信號的保持

  §8.3  線性離散控制系統的數學模型
    8.3.1  線性差分方程
    8.3.2  脈衝傳遞函數
  §8.4  線性離散控制系統的穩定性分析
    8.4.1  s域到z域的映射
    8.4.2  線性離散控制系統穩定的充要條件
    8.4.3  線性離散控制系統的穩定性判據
  §8.5  線性離散控制系統的時間響應
    8.5.1  線性離散控制系統的動態響應
    8.5.2  線性離散控制系統的穩態響應
  §8.6  線性離散控制系統設計
    8.6.1  數字控制器模擬化設計方法
    8.6.2  數字控制器的脈衝傳遞函數
    8.6.3  最少拍系統設計
    8.6.4  無紋波最少拍系統設計
  §8.7  線性離散控制系統的分析與設計實例
  習題
參考文獻

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