自動控制原理（第2版）（上冊）

《自動控制原理（第2版）（上冊）》是2010年高等教育出版社出版的圖書，作者是黃家英。

基本介紹

• 書名：自動控制原理（第2版）（上冊）
• 作者：黃家英
• 出版社：高等教育出版社
• 出版時間：2010年07月01日
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787040295412

內容簡介

《自動控制原理（上冊 第2版）》是一套改革傳統體系、將控制理論的兩部分基礎內容：經典控制理論與“現代”控制理論（即狀態空間法基礎）有機結合而編寫的具有鮮明特色的新體系教材。全書從現代控制系統的本質特徵（即必須在干擾和不確定性條件下可靠和有效地工作）出發展開討論，不僅定性而且定量地分析反饋控制的作用並闡明自動控制系統的基本組成原理和構建高精度控制系統的基本思路，規範線性定常（連續與離散、單變數與多變數）系統的零極點的定義，建立統一的線性定常（連續與離散）系統理論框架和線性系統“經典”與“現代”控制理論有機結合的新體系。使讀者在對比中認識“經典”與“現代”控制理論，用統一的觀點建立對控制理論基礎知識的總體概念，在統一的理論框架下以現代控制科學的觀點和新的視角審視、理解和闡述經典控制理論的有關內容，並將線性離散系統理論放在主要地位來介紹，而在具體內容和方法上仍保持“經典”與“現代”控制理論的各自表達方式和系統性。在內容的組織上注重理論上的基礎性和工程上的實用性，強調理論聯繫實際和系統最佳化意識，引人國際流行的MATLAB/Simulink軟體進行控制系統的分析與設計，並增大教材的靈活性和可用性以滿足不同層次、不同要求教學和讀者自學的需要。《自動控制原理（上冊 第2版）》符合國際控制理論教材發展趨勢，體系新穎、內容系統、分析詳盡、例題豐富，例題數量比第一版增加了一倍多，達370多道，可為學生的自主學習、能力培養和個性發展以及在職人員的自學創造條件，並為教師實施因材施教、按需組織教學提供靈活選擇的空間。

全書分上、下兩冊。《自動控制原理（上冊 第2版）》以經典控制理論為主，內容包括：緒論、線性控制系統的數學描述、線性控制系統的運動分析、根軌跡法和頻率回響分析法；下冊以現代控制理論為主，內容包括：頻率回響綜合法、線性系統的結構分析、線性控制系統的狀態空間綜合法、線性離散控制系統和非線性控制系統。《自動控制原理（上冊 第2版）》可作為自動化類專業本科生的教材和在職人員的自學用書，也可作為相關專業的研究生教材以及有關教師和工程技術人員的參考書。

圖書目錄

第1章 緒論

1.1 引言

1.2 自動控制系統的基本形式

1.2.1 開環控制系統

1.2.2 閉環控制系統

1.2.3 智慧型化發展趨勢

1.3 自動控制的基本方式

1.3.1 反饋控制與順饋控制

1.3.2 複合控制

1.4 自動控制系統的基本類型

1.4.1 連續控制系統與離散控制系統

1.4.2 線性控制系統與非線性控制系統

1.4.3 定常系統與時變系統

1.4.4 恆值控制系統與隨動控制系統

1.5 對自動控制系統的基本要求

1.5.1 基本要求

1.5.2 典型輸入信號

1.6 歷史的回顧與全書的體系結構

小結

典型例題分析

習題

第2章 線性控制系統的數學描述

2.1 引言

2.2 拉普拉斯變換

2.3 輸入輸出描述法

2.3.1 輸入輸出微分方程的建立及其求解

2.3.2 傳遞函式與傳遞函式零點和極點

2.3.3 典型環節的傳遞函式

2.3.4 多變數系統的傳遞函式陣

2.4 數學模型圖示法與反饋控制系統的傳遞函式

2.4.1 結構圖

2.4.2 信號流圖與梅森增益公式

2.4.3 狀態變數圖

2.4.4 反饋控制系統的傳遞函式

2.4.5 套用MATLAB求反饋控制系統的傳遞函式

2.5 狀態空間描述法

2.5.1 狀態與狀態空間

2.5.2 控制系統的狀態空間表達式

2.5.3 線性定常系統狀態空間表達式的建立

2.5.4 系統零極點及其與傳遞函式零極點的關係

2.5.5 套用MATLAB求線性定常系統的狀態空間表達式

2.6 傳遞函式（陣）描述與狀態空間描述之間的相互轉換

2.6.1 由狀態空間描述轉換為傳遞函式（陣）

2.6.2 由傳遞函式轉換為狀態空間描述

2.6.3 套用MATLAB進行模型之間的相互轉換和求零極點

2.7 工程控制系統數學模型的建立

2.7.1 非線性數學模型的線性化

2.7.2 典型機電控制系統的傳遞函式與狀態空間表達式

2.7.3 典型機械系統的數學模型與相似性原理

2.7.4 典型液面控制系統的傳遞函式與狀態空間表達式

2.7.5 熱力控制系統的傳遞函式與狀態空間表達式

小結

典型例題分析

習題

第3章 線性控制系統的運動分析

3.1 引言

3.1.1 分析的出發點與基本內容

3.1.2 線性控制系統的時間回響

3.2 線性控制系統的零輸入回響

3.2.1 基於輸入輸出描述線性定常系統的零輸入回響

3.2.2 基於狀態空間描述線性定常系統的零輸入回響

3.2.3 狀態轉移矩陣與線性時變系統的零輸入回響

3.2.4 套用MATLAB求控制系統的零輸入回響

3.3 線性控制系統的零狀態回響

3.3.1 基於輸入輸出描述線性定常系統的零狀態回響

3.3.2 基於狀態空間描述線性系統的零狀態回響

3.3.3 套用MATLAB求控制系統的零狀態回響

3.4 控制系統運動的穩定性

3.4.1 內部穩定性

3.4.2 外部穩定性及其與內部穩定性之間的關係

3.4.3 勞斯-赫爾維茨穩定判據

3.4.4 李雅普諾夫第一方法

3.5 線性控制系統的暫態回響特性

3.5.1 單位階躍回響與性能指標

3.5.2 一階系統的暫態回響特性

3.5.3 二階規範系統的暫態回響特性

3.5.4 添加零點對二階規範系統暫態特性的影響

3.5.5 高階系統的暫態回響特性

3.6 線性控制系統的穩態誤差

3.6.1 跟蹤穩態誤差

3.6.2 擾動穩態誤差

3.7 反饋控制的作用與閉環系統的基本控制律：PID控制

3.7.1 反饋控制的作用與控制系統靈敏度的分析

3.7.2 閉環控制系統的基本控制律：PID控制

小結

典型例題分析

習題

第4章 根軌跡法

4.1 引言

4.2 根軌跡的基本原理與繪製方法

4.2.1 輻角條件與幅值條件

4.2.2 根軌跡法的一般步驟

4.2.3 繪製根軌跡的基本規則

4.2.4 參數根軌跡

4.3 套用MATLAB繪製根軌跡和對系統進行分析

4.4 零度根軌跡

4.5 根軌跡族

4.6 根軌跡綜合法

4.6.1 校正的基本方式

4.6.2 添加開環零極點對根軌跡形狀的影響

4.6.3 校正裝置

4.7 串聯校正的綜合

4.7.1 串聯超前校正的綜合

4.7.2 串聯遲後校正的綜合

4.7.3 串聯遲後一超前校正的綜合

4.8 局部反饋校正的綜合

小結

典型例題分析

習題

第5章 頻率回響分析法

5.1 引言

5.1.1 頻率回響法的基本概念

5.1.2 頻率特性的圖示方法

5.1.3 頻率特性與零極點的關係

5.2 典型環節的頻率特性

5.2.1 比例環節的頻率特性

5.2.2 積分環節與微分環節的頻率特性

5.2.3 慣性環節與一階微分環節的頻率特性

5.2.4 振盪環節與二階微分環節的頻率特性

5.2.5 非最小相位環節的頻率特性

5.3 控制系統頻率特性圖的繪製

5.3.1 控制系統對數頻率特性圖的繪製

5.3.2 控制系統幅相頻率特性圖的繪製

5.3.3 套用MATLAB繪製控制系統的頻率特性圖

5.4 閉環頻率特性

5.4.1 套用MATLAB繪製尼科爾斯圖

5.4.2 閉環頻率特性的基本特點

5.5 頻率特性函式的若干重要性質

5.6 奈奎斯特穩定判據

5.6.1 映射定理

5.6.2 奈奎斯特穩定判據

5.6.3 奈奎斯特穩定判據的對數坐標圖形式

5.7 控制系統的穩定裕量與魯棒性

5.8 控制系統的暫態性能與穩態性能的分析計算

5.8.1 套用頻率特性計算二階規範系統的暫態性能

5.8.2 套用頻率特性估算實際控制系統的暫態性能

5.8.3 套用開環頻率特性計算控制系統的穩態性能

5.9 套用頻率回響實驗法確定傳遞函式

小結

典型例題分析

習題

附錄 上冊部分習題參考答案

參考文獻