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自动控制原理


作者:
张建民
定价:
38.80 元
版面字数:
560.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
页数:
391
最新
印次时间:
暂无
ISBN:
978-7-04-029082-0
物料号:
29082-00
出版时间:
2010-06-22
读者对象:
高等教育
一级分类:
电气/电子信息/自动化类
二级分类:
电气/自动化专业课
三级分类:
自动控制原理

本书阐述了自动控制的基本理论,主要内容有系统数学模型的建立方法,线性连续系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法,系统校正方法,同时适当地介绍了离散控制系统、非线性控制系统的分析方法,以及关于PID调节器设计方法的内容。每章都结合本章内容介绍了MATLAB软件的使用。

本书从实际应用出发,力求突出物理概念,尽量减少繁琐的数学推导,紧密结合具体的自动控制系统介绍经典控制理论的最基本内容。内容叙述深入浅出、通俗易懂。

本书可作为应用型本科院校电气信息类专业以及机电类专业的教材,也可作为相关专业师生和从事自动化工作的工程技术人员的参考用书。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 自动控制系统的一般概念
        • 1.1 自动控制与自动控制系统
          • 1.2 自动控制的方式
            • 1.2.1 开环控制系统与闭环控制系统
              • 1.2.2 闭环控制系统的组成
              • 1.3 自动控制系统的类型
                • 1.3.1 按元件特性分类
                  • 1.3.2 按信号形式分类
                    • 1.3.3 按给定信号形式分类
                    • 1.4 对自动控制系统的基本要求
                      • 1.4.1 稳定性
                        • 1.4.2 快速性
                          • 1.4.3 准确性
                          • 本章小结
                            • 习题
                            • 第2章 控制系统的数学模型
                              • 2.1 线性系统微分方程
                                • 2.1.1 线性环节微分方程的建立
                                  • 2.1.2 控制系统微分方程的建立
                                  • 2.2 非线性系统的线性化
                                    • 2.3 传递函数
                                      • 2.3.1 传递函数
                                        • 2.3.2 传递函数的性质
                                          • 2.3.3 典型环节的传递函数
                                          • 2.4 系统动态结构图
                                            • 2.4.1 系统动态结构图的组成
                                              • 2.4.2 系统动态结构图的绘制
                                                • 2.4.3 系统动态结构图的等效变换
                                                  • 2.4.4 系统动态结构图变换举例
                                                  • 2.5 信号流图及梅森公式
                                                    • 2.5.1 信号流图的基本概念
                                                      • 2.5.2 信号流图的绘制
                                                        • 2.5.3 信号流图的简化
                                                          • 2.5.4 梅森公式
                                                          • 2.6 自动控制系统的传递函数
                                                            • 2.6.1 系统开环传递函数
                                                              • 2.6.2 系统闭环传递函数
                                                                • 2.6.3 系统误差传递函数
                                                                • 2.7 MATLAB中数学模型的表示
                                                                  • 2.7.1 传递函数
                                                                    • 2.7.2 控制系统的零极点模型
                                                                      • 2.7.3 控制系统结构图模型
                                                                        • 2.7.4 控制系统模型间的转换
                                                                        • 本章小结
                                                                          • 习题
                                                                          • 第3章 线性控制系统的时域分析
                                                                            • 3.1 线性控制系统时域响应的性能指标
                                                                              • 3.1.1 典型初始状态
                                                                                • 3.1.2 典型输入信号
                                                                                  • 3.1.3 动态过程与稳态过程
                                                                                    • 3.1.4 性能指标
                                                                                    • 3.2 线性系统的时域响应分析
                                                                                      • 3.2.1 一阶系统的时域响应
                                                                                        • 3.2.2 二阶系统的时域响应
                                                                                          • 3.2.3 高阶系统的时域响应
                                                                                          • 3.3 线性控制系统的代数稳定判据
                                                                                            • 3.3.1 稳定性的概念
                                                                                              • 3.3.2 稳定的充分必要条件
                                                                                                • 3.3.3 劳思稳定判据
                                                                                                  • 3.3.4 赫尔维茨判据
                                                                                                    • 3.3.5 相对稳定性和稳定裕量
                                                                                                      • 3.3.6 结构不稳定及改善措施
                                                                                                      • 3.4 线性控制系统的稳态误差
                                                                                                        • 3.4.1 稳态误差的定义
                                                                                                          • 3.4.2 稳态误差计算
                                                                                                            • 3.4.3 系统类型
                                                                                                              • 3.4.4 给定信号作用下的稳态误差分析
                                                                                                              • 3.5 利用MATLAB进行时域分析
                                                                                                                • 3.5.1 用MATLAB进行时域动态响应分析
                                                                                                                  • 3.5.2 用MATLAB求根并进行系统稳定性分析
                                                                                                                    • 3.5.3 用MATLAB进行系统稳态误差分析
                                                                                                                    • 本章小结
                                                                                                                      • 习题
                                                                                                                      • 第4章 线性控制系统的根轨迹分析
                                                                                                                        • 4.1 根轨迹的基本概念
                                                                                                                          • 4.1.1 根轨迹概念
                                                                                                                            • 4.1.2 根轨迹方程
                                                                                                                            • 4.2 根轨迹的绘制法则
                                                                                                                              • 4.2.1 根轨迹的分支数与对称性
                                                                                                                                • 4.2.2 根轨迹的起点与终点
                                                                                                                                  • 4.2.3 实轴上的根轨迹
                                                                                                                                    • 4.2.4 根轨迹的渐近线
                                                                                                                                      • 4.2.5 根轨迹的分离点与会合点
                                                                                                                                        • 4.2.6 根轨迹的出射角和入射角
                                                                                                                                          • 4.2.7 根轨迹与虚轴交点
                                                                                                                                            • 4.2.8 根之和
                                                                                                                                            • 4.3 广义根轨迹
                                                                                                                                              • 4.3.1 参数根轨迹
                                                                                                                                                • 4.3.2 零度根轨迹
                                                                                                                                                  • 4.3.3 非最小相位系统的根轨迹
                                                                                                                                                  • 4.4 用根轨迹法分析系统的性能
                                                                                                                                                    • 4.4.1 在根轨迹上确定闭环极点
                                                                                                                                                      • 4.4.2 用根轨迹法分析系统的暂态特性
                                                                                                                                                        • 4.4.3 增加开环零、极点对系统性能的影响
                                                                                                                                                        • 4.5 用MATLAB绘制根轨迹
                                                                                                                                                          • 4.5.1 绘制系统根轨迹
                                                                                                                                                            • 4.5.2 根轨迹分析
                                                                                                                                                            • 本章小结
                                                                                                                                                              • 习题
                                                                                                                                                              • 第5章 线性控制系统的频域分析
                                                                                                                                                                • 5.1 频率特性及其表示法
                                                                                                                                                                  • 5.1.1 频率特性的基本概念
                                                                                                                                                                    • 5.1.2 频率特性的图形表示法
                                                                                                                                                                    • 5.2 典型环节对数频率特性曲线的绘制
                                                                                                                                                                      • 5.2.1 比例环节
                                                                                                                                                                        • 5.2.2 积分与微分环节
                                                                                                                                                                          • 5.2.3 惯性环节
                                                                                                                                                                            • 5.2.4 一阶微分环节
                                                                                                                                                                              • 5.2.5 振荡环节
                                                                                                                                                                                • 2.5.6 滞后环节
                                                                                                                                                                                • 5.3 系统的开环对数频率特性
                                                                                                                                                                                  • 5.3.1 系统开环对数频率特性
                                                                                                                                                                                    • 5.3.2 最小相位系统与非最小相位系统
                                                                                                                                                                                      • 5.3.3 系统类型与对数幅频特性之间的关系
                                                                                                                                                                                      • 5.4 开环系统的幅相频率特性曲线
                                                                                                                                                                                        • 5.4.1 典型环节的幅相频率特性曲线
                                                                                                                                                                                          • 5.4.2 开环系统幅相频率特性曲线的一般画法
                                                                                                                                                                                          • 5.5 奈奎斯特稳定判据
                                                                                                                                                                                            • 5.5.1 预备知识
                                                                                                                                                                                              • 5.5.2 奈奎斯特稳定判据
                                                                                                                                                                                                • 5.5.3 对数稳定判据
                                                                                                                                                                                                • 5.6 系统的相对稳定性
                                                                                                                                                                                                  • 5.6.1 相对稳定性的概念
                                                                                                                                                                                                    • 5.6.2 相位裕量与幅值裕量
                                                                                                                                                                                                      • 5.6.3 关于相位裕量和幅值裕量的几点说明
                                                                                                                                                                                                      • 5.7 闭环频率特性
                                                                                                                                                                                                        • 5.7.1 闭环频率特性
                                                                                                                                                                                                          • 5.7.2 尼科尔斯图
                                                                                                                                                                                                          • 5.8 频域指标与时域指标之间的关系
                                                                                                                                                                                                            • 5.8.1 闭环频率特性指标与时域指标
                                                                                                                                                                                                              • 5.8.2 开环频率特性与时域指标
                                                                                                                                                                                                              • 5.9 MATLAB在系统频域分析中的应用
                                                                                                                                                                                                                • 5.9.1 利用MATLAB 绘制伯德图并求取稳定裕量
                                                                                                                                                                                                                  • 5.9.2 利用MATLAB 绘制奈奎斯特图并验证奈奎斯特稳定判据
                                                                                                                                                                                                                    • 5.9.3 利用MATLAB绘制尼科尔斯图及进行闭环系统分析
                                                                                                                                                                                                                    • 本章小结
                                                                                                                                                                                                                      • 习题
                                                                                                                                                                                                                      • 第6章 控制系统的校正
                                                                                                                                                                                                                        • 6.1 校正的基本概念
                                                                                                                                                                                                                          • 6.1.1 频率法校正
                                                                                                                                                                                                                            • 6.1.2 校正方式
                                                                                                                                                                                                                            • 6.2 串联校正装置
                                                                                                                                                                                                                              • 6.2.1 无源校正网络
                                                                                                                                                                                                                                • 6.2.2 PID控制规律
                                                                                                                                                                                                                                • 6.3 基于频率法的串联校正设计
                                                                                                                                                                                                                                  • 6.3.1 串联超前校正设计
                                                                                                                                                                                                                                    • 6.3.2 串联滞后校正设计
                                                                                                                                                                                                                                      • 6.3.3 串联滞后-超前校正
                                                                                                                                                                                                                                        • 6.3.4 利用希望特性进行校正的设计方法
                                                                                                                                                                                                                                        • 6.4 反馈校正
                                                                                                                                                                                                                                          • 6.4.1 利用反馈校正改变局部环节的结构与参数
                                                                                                                                                                                                                                            • 6.4.2 利用负反馈可以消除系统不可变部分中的不希望有的特性
                                                                                                                                                                                                                                              • 6.4.3 利用反馈校正抑制一些严重扰动
                                                                                                                                                                                                                                              • 6.5 前馈-反馈复合校正
                                                                                                                                                                                                                                                • 6.5.1 对输入补偿的复合校正
                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.5.2 对扰动补偿的复合校正
                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.6 MATLAB在控制系统校正中的应用
                                                                                                                                                                                                                                                    • 本章小结
                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                      • 第7章 线性离散系统分析
                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.1 离散系统的基本概念
                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.1.1 采样控制系统
                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.1.2 计算机控制系统
                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.1.3 离散控制系统
                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.2 采样过程与采样定理
                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.2.1 信号采样
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.2.2 采样定理
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.3 采样信号保持器
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.4 z变换理论
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.4.1 z变换的定义
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.4.2 求z变换的方法
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.4.3 z变换的性质
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.4.4 z逆变换
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.5 离散系统的数学模型
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.5.1 线性常系数差分方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.5.2 脉冲传递函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.5.3 结构图等效变换
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.6 离散系统的稳定性
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.6.1 s平面与z平面的映射关系
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.6.2 离散系统稳定的充分必要条件
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.6.3 离散系统稳定性判据
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.6.4 参数对稳定性的影响
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.7 离散系统的稳态误差
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.8 离散系统的动态性能分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.8.1 离散系统的时间响应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.8.2 闭环极点与动态响应的关系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.9 离散PID控制算法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.10 用MATLAB进行离散系统分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.10.1 脉冲传递函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.10.2 时域响应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.10.3 离散PID控制器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 本章小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 第8章 非线性系统分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.1 非线性系统概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.1.1 非线性系统的动态过程特点
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.1.2 典型非线性特性及其对系统性能的影响
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.2 非线性特性的描述函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.2.1 非线性特性的描述函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.2.2 典型非线性特性的描述函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.3 非线性系统的描述函数法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.3.1 描述函数法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.3.2 非线性系统的简化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.3.3 非线性系统分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.3.4 描述函数法的应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.4 非线性特性的利用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.4.1 非线性阻尼控制
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.4.2 非线性相角超前线路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.4.3 非线性积分器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.5 相平面法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.5.1 相平面
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.5.2 相轨迹
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.5.3 相平面分析法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.6 基于MATLAB/Simulink的非线性系统分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.6.1 死区非线性特性的死区折算
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.6.2 描述函数法应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.6.3 非线性特性的利用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.6.4 相轨迹分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 本章小结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 附录
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 附录1 MATLAB简介
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 附录2 z变换表
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 附录3 部分习题答案
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 参考文献

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        相关图书