自動控制原理及套用(陳祥光、黃聰明編著書籍)

《自動控制原理及套用》是2011年11月24日出版的圖書，作者是陳祥光、黃聰明。

基本介紹

• 書名：自動控制原理及套用
• 作者：陳祥光、黃聰明
• ISBN：9787302270478
• 類別：教材教輔 > 高職高專教材
• 頁數：185
• 定價：48元
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2011年11月24日
• 裝幀：平裝
• 開本：16開

圖書信息2

書名：自動控制原理及套用（普通高等學校儀器科學與技術專業系列教材）

書號：9787302270478

作者：陳祥光、黃聰明

定價：48元

出版日期：2011-11-24

出版社：清華大學出版社

內容簡介

隨著科學技術的發展，自動控制技術已經廣泛地套用於工農業生產、日常生活、科學研究、航空航天和國防軍事等諸多領域，而當今的控制科學已經發展到以複雜系統為研究對象的智慧型控制階段，並具有各種不同的研究方向。但是即使最先進的控制技術，最高深的理論研究方向，都可以在自動控制原理中找到它的思想方法的源頭，這正是學習自動控制原理這門課程的意義所在。因此自動控制理論的學習與自動控制技術的運用至關重要。本教材是自動化及其相關專業的專業基礎理論教材。

《自動控制原理及套用》本著“講透理論，重在套用”的原則，講解了自動控制系統中的基本概念、基本原理及控制系統的基本分析方法。本教材在編寫過程中力求突出以下幾個特．汽：1.注重課程的體系結構，以自動控制為主線，強調自動控制的基本概念、基本原理和基本分析方法，內容精煉，重點突出，不糾纏於細節推導。2.考慮到學生的特．點，在理論完整的前提下，內容力求深入淺出，注重學生能力的培養，幫助學生樹立工程意識。3.為便於學生的學習和對知識的理解運用，各章都配有典型例題、不同層次的習題，使學生能真正掌握知識．點。4.注意將傳統控制理論與計算機的套用相結合，引入了風靡世界的MATLAB 軟體，不僅介紹了該軟體在控制系統的輔助分析和設計時的編程方法，還結合仿真結果進行了分析。

本書以工程套用為背景,基於專業教學規範的核心知識點，較全面地闡述了自動控制的基本理論，重點介紹經典控制理論和現代控制理論基礎。全書共分8章。第1章為緒論，結合實際介紹自動控制的基本概念； 第2章介紹線性控制系統的運動方程及模型描述方法； 第3章介紹連續控制系統的時域和頻域分析方法； 第4章介紹閉環控制系統的穩定性分析方法； 第5章介紹閉環控制系統的誤差分析方法； 第6章介紹閉環控制系統的綜合校正方法； 第7章介紹離散控制系統； 第8章介紹控制系統的狀態空間分析與設計方法。全書在結構上既集中闡述了線性連續單變數定常系統理論，又體現了經典的連續多變數系統、離散系統與現代控制理論的結合。

本書以工程套用為背景,理論聯繫實際，部分例題涉及多個學科領域，適用於測控技術與儀器專業、自動化專業以及相關專業作為教材，也可供有關科技人員參考。

目錄

第1章緒論

1.1自動控制的發展概述

1.2控制系統工作原理

1.3自動控制系統的類型

1.3.1開環控制系統和閉環控制系統

1.3.2定值控制系統、隨動控制系統、程式控制系統

1.3.3連續控制系統和離散控制系統

1.3.4線性控制系統和非線性控制系統

1.3.5單變數控制系統和多變數控制系統

1.4小結

習題

第2章線性控制系統的運動方程及模型描述

2.1引言

2.2傳遞函式

2.2.1傳遞函式的定義

2.2.2傳遞函式的極點和零點

2.2.3典型環節及其傳遞函式

2.3線性控制系統的數學模型

2.3.1電氣系統的數學模型

2.3.2機械系統的數學模型

2.3.3工業過程裝置的數學模型

2.3.4檢測與執行裝置的數學模型

2.3.5典型對象或環節的數學模型

2.4框圖

2.4.1框圖的基本符號和連線

2.4.2框圖的變換和簡化

2.5信號流圖

2.5.1信號流圖常用術語

2.5.2框圖及相應的信號流圖

2.5.3框圖與信號流圖的轉換

2.5.4信號流圖的運算與簡化規則

2.5.5梅森增益公式

2.6套用MATLAB對數學模型進行描述

2.6.1套用MATLAB進行數學模型轉換

2.6.2套用MATLAB求系統時域解

2.6.3基於MATLAB求取系統傳遞函式

2.7小結

習題

第3章連續控制系統的時域和頻域分析方法

3.1引言

3.2連續控制系統的時域分析法

3.2.1典型輸入信號

3.2.2控制系統的瞬態回響及性能指標

3.3連續控制系統的根軌跡分析法

3.3.1根軌跡法的基本概念

3.3.2繪製根軌跡的基本條件和規則

3.3.3根軌跡繪製方法舉例

3.4連續控制系統的頻域分析法

3.4.1頻率特性及其與傳遞函式的關係

3.4.2頻率特性的圖示方法

3.5基於MATLAB的時域和頻域分析方法

3.5.1利用MATLAB求系統的時域回響

3.5.2利用MATLAB計算時域性能指標

3.5.3套用MATLAB分析系統根軌跡

3.5.4套用MATLAB繪製Bode圖示例

3.5.5套用MATLAB繪製Nyquist圖示例

3.5.6套用MATLAB繪製Nichols圖示例

3.6小結

習題

第4章閉環控制系統的穩定性分析

4.1引言

4.2勞斯穩定判據

4.2.1系統穩定性的初步判別

4.2.2勞斯判據

4.2.3勞斯判據的特殊情況

4.2.4勞斯判據的套用

4.3奈奎斯特穩定判據

4.3.1映射定理

4.3.2奈奎斯特穩定判據原理

4.3.3開環極點或零點位於jω軸上時的奈奎斯特判據

4.4伯德圖的穩定性分析

4.4.1增益裕量和相角裕量

4.4.2相角裕量與過渡過程性能指標的關係

4.4.3最小相位系統和非最小相位系統

4.5閉環頻率特性

4.5.1由開環頻率特性求取閉環頻率特性

4.5.2等M圓圖和等N圓圖

4.5.3尼柯爾斯圖線

4.6套用MATLAB判斷系統的穩定性

4.7小結

習題

第5章閉環控制系統的誤差分析

5.1引言

5.2控制系統的穩態誤差

5.2.1穩態誤差和誤差傳遞函式

5.2.2控制系統的結構類型

5.2.3給定輸入下(隨動系統)的穩態誤差

5.2.4擾動輸入下(定值系統)的穩態誤差

5.3穩態誤差與對數幅頻特性曲線的關係

5.3.1穩態位置誤差係數的確定

5.3.2穩態速度誤差係數的確定

5.3.3穩態加速度誤差係數的確定

5.3.4減小穩態誤差的若干措施

5.4小結

習題

第6章閉環控制系統的綜合校正

6.1引言

6.2控制系統的根軌跡校正方法

6.2.1基於根軌跡的超前校正

6.2.2基於根軌跡的滯後校正

6.3控制系統的頻率特性校正方法

6.3.1基於伯德圖的超前校正

6.3.2基於伯德圖的滯後校正

6.4PID控制器特性分析及套用

6.4.1PID控制規律

6.4.2PID控制器參數對控制過程的影響

6.4.3PID控制器參數對系統根軌跡的影響

6.4.4PID控制器參數對系統頻率特性穩定裕量的影響

6.5小結

習題

第7章離散控制系統

7.1引言

7.1.1離散信號

7.1.2離散系統

7.1.3離散系統的研究方法

7.2信號的採樣和保持

7.2.1採樣過程及其數學描述

7.2.2採樣定理與保持器

7.3Z變換

7.3.1Z變換的定義

7.3.2Z變換的求法

7.3.3Z變換的基本定理

7.3.4Z反變換

7.3.5改進Z變換

7.4離散系統的數學描述

7.4.1差分方程

7.4.2脈衝傳遞函式

7.5離散系統的分析與設計

7.5.1離散系統的穩定性分析

7.5.2離散系統的穩態性能分析

7.5.3離散系統的動態性能分析

7.5.4數字控制器的設計

7.6MATLAB在離散系統中的套用

7.6.1連續系統的離散化

7.6.2離散系統的時域分析

7.7小結

習題

第8章控制系統的狀態空間分析與設計

8.1引言

8.2控制系統的狀態空間描述

8.2.1狀態空間描述的基本概念

8.2.2狀態空間表達式的建立

8.2.3狀態空間的線性變換與規範化

8.2.4離散系統的狀態空間描述

8.3線性系統狀態方程的解法

8.3.1線性定常連續系統狀態方程的解法

8.3.2線性定常離散系統狀態方程的解法

8.4線性系統的能控性和能觀性

8.4.1能控性和能觀性概念的提出

8.4.2線性定常連續系統能控性定義及其判據

8.4.3線性定常連續系統能觀性定義及其判據

8.4.4線性定常離散系統的能控性和能觀性

8.4.5能控性與能觀性的對偶關係

8.4.6能控性和能觀性與傳遞函式（矩陣）的關係

8.5控制系統的狀態空間設計

8.5.1狀態反饋與極點配置

8.5.2狀態重構與狀態觀測器

8.6MATLAB在狀態空間法中的套用

8.6.1狀態空間模型建立與轉換

8.6.2能控性與能觀性的判定

8.6.3狀態反饋系統極點配置

8.7小結

習題

附錄

A.1Laplace 變換

A.1.1Laplace變換的定義

A.1.2基本函式的Laplace變換

A.1.3Laplace變換的主要運算定理

A.2Laplace變換求解線性常微分方程

A.2.1Laplace反變換

A.2.2Laplace變換的套用舉例

A.2.3海維塞德(Heaviside)部分分式展開法

參考文獻