系統建模、分析與控制第2版

系統建模、分析與控制第2版

《系統建模、分析與控制第2版》是2020年上海交通大學出版社出版的圖書。

基本介紹

  • 中文名:系統建模、分析與控制第2版
  • 作者:莫錦秋,程長明
  • 出版社:上海交通大學出版社
  • 出版時間:2020年
  • 開本:16 開
  • 裝幀:平裝
  • ISBN:9787313259899
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

本書主要介紹動態系統建模、分析及控制的基本理論及方法。全書共8章。第1章介紹反饋控制原理及其動態系統建模、分析及控制的研究內容。第2章對機械、電氣、機電系統建立數學模型,並給出典型環節、系統的傳遞函式。第3、4章介紹了在時域展開動態系統的分析和校正。第5、6章介紹了在頻域展開動態系統的分析、校正。 第7、8章則分別介紹了動態系統分析、校正的根軌跡法和狀態空間法。
本書作為非自控專業的控制類基礎課程,內容限在連續線性定常的動態系統。書中每章列有例題和習題,並融入MATLAB解題實例。
本書可作為高等學校機械、能源動力、冶金、材料等非自控專業的教材,也可以供其他有關專業的工程技術人員參考。

圖書目錄

第1章緒論1
1.1控制系統的負反饋原理1
1.2動態系統的研究內容5
小結7
習題7
第2章動態系統建模 9
2.1傳遞函式及方塊圖定義9
2.2機械系統建模11
2.2.1平移運動11
2.2.2旋轉運動18
2.3電氣系統建模22
2.4機電系統建模26
2.5系統建模的注意問題28
2.5.1完整性28
2.5.2非線性30
2.6系統方塊圖模型32
2.6.1方塊圖繪製32
2.6.2方塊圖連線33
2.6.3方塊圖等效變換35
2.6.4方塊圖化簡37
2.7信號流圖39
2.8典型環節及其傳遞函式42
2.9系統傳遞函式47
小結49
習題50
第3章時域回響54
3.1系統時域回響求取54
3.1.1時域輸入信號54
3.1.2時域回響的求取56
3.2典型系統的時域回響58
3.2.1一階系統的時域回響58
3.2.2二階系統的時域回響61
3.2.3系統的自由回響68
3.3瞬態回響指標69
3.3.1瞬態回響指標69
3.3.2二階欠阻尼系統的瞬態回響指標71
3.4零極點分布與時域回響的關係75
3.4.1具有零點的二階系統的時域回響75
3.4.2三階系統的時域回響77
3.4.3高階系統的時域回響79
小結81
習題82
第4章時域分析及校正85
4.1分析與校正的基本概念 85
4.2系統的穩定性87
4.2.1穩定性的基本概念87
4.2.2勞斯赫爾維茨穩定判據92
4.3系統的穩態精度96
4.3.1精度的基本概念96
4.3.2控制輸入信號作用下的系統穩態誤差99
4.3.3擾動信號作用下的系統穩態誤差103
4.3.4動態系統的靈敏性106
4.4PID控制108
4.4.1PID控制律108
4.4.2PID控制的校正作用109
4.4.3PID參數整定113
4.4.4PID控制的實施115
4.5基於模型的校正117
4.5.1反饋校正 117
4.5.2前置校正120
4.5.3複合控制123
4.5.4史密斯補償 124
小結125
習題125
第5章頻域分析129
5.1頻率特性129
5.1.1頻率特性定義129
5.1.2頻率特性求取130
5.1.3頻率特性的物理意義132
5.1.4頻率特性的圖形表達135
5.2系統頻率特性137
5.2.1典型環節頻率特性137
5.2.2系統的開環頻率特性144
5.2.3系統的閉環頻率特性及特徵參數150
5.2.4小相位系統152
5.2.5基於頻域的系統辨識153
5.3頻域穩定性分析 157
5.3.1Nyquist穩定性判據157
5.3.2穩定裕量165
小結169
習題169
第6章頻域校正173
6.1頻域設計指標173
6.1.1頻域指標與時域指標間的關係173
6.1.2頻域三段論174
6.2校正裝置及其頻域特性177
6.2.1PID校正的頻域解讀177
6.2.2頻域修形校正網路179
6.3頻域分析法串聯校正184
6.3.1超前校正184
6.3.2滯後校正186
6.3.3滯後超前校正189
6.4頻域綜合法校正192
6.4.1希望對數幅頻特性曲線192
6.4.2串聯校正的綜合確定法195
6.4.3反饋校正的綜合確定法196
小結199
習題199
第7章根軌跡法202
7.1根軌跡定義及特性202
7.1.1根軌跡概念 202
7.1.2根軌跡特性 206
7.2根軌跡分析218
7.2.1根軌跡與希望閉環極點218
7.2.2開環零點和極點對根軌跡的影響221
7.2.3參數變化對閉環極點的影響224
7.3根軌跡串聯校正225
7.3.1超前校正225
7.3.2滯後校正228
7.3.3滯後超前校正230
小結233
習題233
第8章狀態空間法235
8.1狀態空間表達235
8.1.1狀態空間的基本概念235
8.1.2系統狀態空間表達式的獲取及模型轉換237
8.1.3狀態向量的線性變換與對角化244
8.1.4狀態方程的求解246
8.2系統的能控性和能觀性247
8.2.1能控性和能觀性的定義247
8.2.2能控性判別248
8.2.3能觀性判別249
8.3狀態空間的綜合法校正250
8.3.1線性系統的反饋結構及其特性250
8.3.2狀態反饋實現的極點配置252
8.3.3狀態觀測器設計253
8.3.4基於觀測器的狀態反饋255
8.3.5對偶系統及其套用257
小結259
習題259
附錄Ⅰ拉普拉斯變換262
Ⅰ.1常用信號的拉普拉斯變換262
Ⅰ.2拉普拉斯變換主要運算定理262
附錄Ⅱ校正網路264
Ⅱ.1無源校正網路264
Ⅱ.2有源校正網路267
附錄Ⅲ常見系統圖譜270
附錄ⅣMATLAB基礎276
Ⅳ.1MATLAB入門276
Ⅳ.1.1語句和變數276
Ⅳ.1.2矩陣277
Ⅳ.1.3圖形277
Ⅳ.1.4M檔案278
Ⅳ.1.5SIMULINK基礎280
Ⅳ.2MATLAB與動態系統282
Ⅳ.2.1多項式表達及多項式運算282
Ⅳ.2.2系統模型表達及系統連線283
Ⅳ.2.3系統時域回響285
Ⅳ.2.4系統頻域回響287
Ⅳ.2.5穩定性判別287
Ⅳ.2.6根軌跡繪製287
Ⅳ.2.7狀態空間函式288
參考文獻289

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