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自動控制原理(一流本科專業一流本科課程建設系列教材)

  • 作者：編者:董立靜//吳斌//程衛東//延皓|責編:王夢丹
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111800262
  • 出版日期：2026/05/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：188
人民幣：RMB 45 元      售價：元
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內容大鋼
    自動控制的核心是通過系統分析和控制器設計，使得系統實現穩、快、準的運行效果。本書旨在系統介紹自動控制的基本原理、分析和設計方法，幫助讀者建立控制理論基礎，並培養讀者解決實際工程問題的能力。本書共6章，第1章為自動控制系統概述，第2章為自動控制系統的數學模型，第3章為時域分析法，第4章為根軌跡法，第5章為頻域分析法，第6章為控制器的設計方法及應用。
    本書面向高等院校自動化類、機械類、儀器類等相關專業的學生及控制領域的工程技術人員。本書內容兼顧理論基礎與工程應用，旨在滿足相關專業課程教學需求，同時為從事控制系統設計、分析與調試工作的工程技術人員提供參考。
作者介紹
編者:董立靜//吳斌//程衛東//延皓|責編:王夢丹
目錄
前言
第1章  自動控制系統概述
  1.1  引言
  1.2  自動控制系統的基本組成
  1.3  自動控制系統的類型
    1.3.1  恆值系統與隨動系統
    1.3.2  線性系統與非線性系統
    1.3.3  單變數系統與多變數系統
  1.4  自動控制系統的基本性能要求與分析方法
    1.4.1  自動控制系統的基本性能要求
    1.4.2  自動控制系統的分析與設計方法
  1.5  自動控制系統應用實例
    1.5.1  軌道交通領域應用實例——鋼軌探傷車探頭自動對中系統
    1.5.2  航空航天領域應用實例——航天器姿態控制系統
  1.6  循序漸進設計實例——直流電動機調速系統
  本章小結
  專業術語
  習題
第2章  自動控制系統的數學模型
  2.1  微分方程
    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
    2.1.5  非線性系統的線性化
  2.2  傳遞函數
    2.2.1  拉普拉斯變換
    2.2.2  傳遞函數的定義
    2.2.3  典型環節的傳遞函數
  2.3  自動控制系統的結構圖及等效傳遞函數
    2.3.1  系統結構圖組成
    2.3.2  結構圖的等效變換和簡化
  2.4  自動控制系統的信號流圖及等效傳遞函數
  2.5  用MATLAB描述系統模型
    2.5.1  系統數學模型的MATLAB生成
    2.5.2  系統數學模型間的轉換
    2.5.3  環節模型間的連接
  2.6  循序漸進設計實例——直流電動機調速系統
    2.6.1  直流電動機建模
    2.6.2  直流電動機速度閉環控制系統
  本章小結
  專業術語
  習題
第3章  時域分析法
  3.1  典型輸入信號與控制系統時間響應
    3.1.1  典型輸入信號
    3.1.2  控制系統的時間響應
  3.2  控制系統的時域分析
    3.2.1  一階系統的時域分析
    3.2.2  二階系統的時域分析

    3.2.3  高階系統的時域分析
  3.3  線性系統穩定性分析
    3.3.1  系統穩定的充分必要條件
    3.3.2  勞斯穩定判據
    3.3.3  勞斯穩定判據的應用
  3.4  反饋系統的穩態誤差分析
    3.4.1  穩態誤差的基本概念
    3.4.2  典型給定信號下的穩態誤差與系統結構參數的關係
    3.4.3  擾動信號下系統的穩態誤差
  3.5  控制器對系統性能的改善
    3.5.1  改善系統穩定性
    3.5.2  改善系統動態性能
    3.5.3  改善系統穩態性能
  3.6  應用MATLAB進行系統時域分析
    3.6.1  判別系統的穩定性
    3.6.2  線性系統的時域響應
    3.6.3  系統的穩態性能分析
  3.7  循序漸進設計實例——直流電動機調速系統
  本章小結
  專業術語
  習題
第4章  根軌跡法
  4.1  根軌跡法的基本概念
    4.1.1  反饋系統的根軌跡
    4.1.2  反饋系統的根軌跡方程
  4.2  繪製根軌跡的基本法則
  4.3  廣義根軌跡
  4.4  應用根軌跡法進行系統分析
    4.4.1  系統性能的定性分析
    4.4.2  控制器對系統根軌跡的影響
  4.5  應用MATLAB進行系統根軌跡繪製
    4.5.1  繪製控制系統的根軌跡圖
    4.5.2  求根軌跡上任意點的增益值
  4.6  循序漸進設計實例——直流電動機調速系統
  本章小結
  專業術語
  習題
第5章  頻域分析法
  5.1  頻率特性的基本概念
    5.1.1  頻率特性與頻寬
    5.1.2  頻率特性的獲取
  5.2  幅相頻率特性-奈奎斯特圖（Nyquist圖）
    5.2.1  幅相頻率特性概念
    5.2.2  典型環節的奈奎斯特圖（Nyquist圖）
    5.2.3  反饋系統的開環奈奎斯特圖（Nyquist圖）
    5.2.4  反饋系統的奈奎斯特穩定判據
  5.3  對數頻率特性-伯德圖（Bode圖）
    5.3.1  對數頻率特性概念
    5.3.2  典型環節的伯德圖（Bode圖）
    5.3.3  反饋系統的開環伯德圖（Bode圖）

    5.3.4  反饋系統的伯德穩定判據
    5.3.5  最小相位系統
  5.4  穩定裕量
    5.4.1  相位裕量概念
    5.4.2  相位裕量計算
    5.4.3  幅值裕量
  5.5  反饋系統的常用頻域指標
    5.5.1  開環頻域指標——相位裕量
    5.5.2  閉環頻域指標——系統頻寬
    5.5.3  閉環頻域指標——諧振頻率與諧振峰值
    5.5.4  控制器對系統頻率特性的影響
  5.6  基於MATLAB的系統頻域分析
    5.6.1  基於MATLAB的典型環節頻域分析
    5.6.2  基於MATLAB的高階系統頻域分析
  5.7  循序漸進設計實例——直流電動機調速系統
  本章小結
  專業術語
  習題
第6章  控制器的設計方法及應用
  6.1  控制器的設計方法概述
  6.2  PID控制器基本結構與特性
    6.2.1  PI控制器
    6.2.2  PD控制器
    6.2.3  PID控制器
  6.3  PID控制器參數整定方法
    6.3.1  經驗試湊法
    6.3.2  齊格勒-尼科爾斯整定方法（Z-N法）
    6.3.3  極點配置法
  6.4  使用MATLAB進行控制器設計
  6.5  循序漸進設計實例——直流電動機調速系統
  本章小結
  專業術語
  習題
參考文獻

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