自動控制原理（贈授課用電子教案）

《自動控制原理（贈授課用電子教案）》是2014年12月電子工業出版社出版的圖書，作者是秦肖臻、王敏。

基本介紹

• 中文名：自動控制原理（贈授課用電子教案）
• 作者：秦肖臻，王敏
• 類別：程式設計
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2014年12月
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787121231551

內容簡介

本書介紹自動控制原理的基本概念和方法，包括經典控制理論和現代控制理論的主要內容，適合作為信息學科本科學生平台課程教材和非自動控制專業理工科學生的教材。全書共9章：第1章 緒論，介紹自動控制系統的基本概念、定義、術語；第2章 控制系統的數學模型，介紹連續系統的時域模型、復域模型、狀態空間描述；第3章 控制系統的時域分析，對系統動態性能、穩態性能和穩定性進行分析的方法作了詳細的討論；第4章 根軌跡法，介紹根軌跡的繪製方法和利用根軌跡對系統進行分析的基本方法；第5章 控制系統的頻域分析，介紹線性系統頻率特性的概念和頻域分析方法；第6章 線性控制系統設計與綜合，介紹線性系統設計與綜合的基本概念和常用的設計方法；第7章 採樣系統分析，介紹了z變換、脈衝傳遞函式以及離散系統的分析方法；第8章 狀態空間分析設計，討論了線性定常系統的狀態空間分析和基本設計方法；第9章 MATLAB在控制系統分析中的套用，介紹MATLAB在控制系統設計工具箱中的主要函式和套用實例。各學校和專業可根據實際情況，選擇有關章節組織教學。

本書的特點是內容精煉，重點突出，強調基本概念、基本原理的掌握與套用，特別適合非自動化專業本科生自動控制原理教學的要求。

作者簡介

王敏，華中科技大學自動控制系教授，中國人工智慧學會機器人專業委員會秘書長中國電 工技術學會高校工業自動化教育專業委員會委員

圖書目錄

第1章　緒論

1.1　自動控制的基本概念

1.1.1　基本概念

1.1.2　開環控制與閉環控制的實例

1.2　自動控制理論的發展

1.3　控制系統的分類

1.4　對控制系統的基本要求

本章小結

習題1

第2章　控制系統的數學模型

2.1　基本概念

2.2　時域模型——微分方程

2.2.1　建立系統或元件微分方程的步驟

2.2.2　典型系統的微分方程

2.2.3　非線性方程線性化方法

2.3　復域模型——傳遞函式

2.3.1　傳遞函式的定義

2.3.2　傳遞函式的性質和物理意義

2.3.3　典型環節的傳遞函式

2.3.4　傳遞函式的表示方式和術語

2.4　控制系統方塊圖

2.4.1　方塊圖簡介

2.4.2　方塊圖的化簡

2.4.3　閉環系統的方塊圖和傳遞函式

本章小結

習題2

第3章　線性系統的時域分析

3.1　系統的穩定性分析

3.1.1　穩定的概念

3.1.2　穩定的充要條件

3.1.3　勞斯穩定判據

3.2　二階系統的動態性能分析

3.2.1　典型輸入信號

3.2.2　動態性能指標

3.2.3　二階系統的時域回響

3.2.4　高階系統的時域回響

3.3　系統穩態性能分析

3.3.1　穩態誤差的定義

3.3.2　輸入信號作用下系統的穩態誤差

3.3.3　擾動信號作用時系統的穩態誤差

本章小結

習題3

第4章　根軌跡法

4.1　根軌跡的基本概念

4.2　繪製根軌跡的基本規則

4.3　控制系統根軌跡的繪製

4.4　廣義根軌跡

4.4.1　以非K*為變參數的根軌跡

4.4.2　正反饋系統的根軌跡

4.4.3　非最小相位系統的根軌跡

4.5　線性系統的根軌跡分析方法

4.5.1　主導極點的概念

4.5.2　增加開環零極點對根軌跡的影響

本章小結

習題4

第5章　線性系統的頻域分析法

5.1　線性系統的頻率回響

5.2　頻率特性的圖形表示

5.2.1　幅相頻率特性曲線

5.2.2　對數頻率特性曲線

5.3　奈奎斯特穩定性判據

5.3.1　奈奎斯特穩定判據的數學基礎

5.3.2　奈奎斯特穩定判據

5.4　控制系統的相對穩定性

5.4.1　相對穩定性

5.4.2　穩定裕度的求取

5.5　頻域回響分析

5.5.1　頻域性能指標

5.5.2　頻域指標與時域指標的關係

本章小結

習題5

第6章　線性系統的校正

6.1　系統設計與校正的概念

6.1.1　系統性能指標

6.1.2　校正的實質

6.1.3　校正方式

6.1.4　對數幅頻特性的形狀對系統性能指標的影響

6.2　常用校正裝置

6.2.1　無源超前網路

6.2.2　無源滯後網路

6.2.3　滯後-超前無源網路

6.3　串聯校正的頻率法設計

6.3.1　串聯超前校正

6.3.2　串聯滯後校正

6.3.3　串聯滯後-超前校正

6.4　PID調節器

6.4.1　PID的基本控制作用

6.4.2　PID控制器的參數確定

本章小結

習題6

第7章　採樣系統分析

7.1　引言

7.2　信號的採樣與保持

7.2.1　採樣信號的數學表示

7.2.2　採樣信號的頻譜分析

7.2.3　採樣定理

7.2.4　信號的保持

7.3　z變換

7.3.1　z變換的定義

7.3.2　z變換的求法

7.3.3　z變換的性質

7.3.4　z反變換

7.4　採樣系統的脈衝傳遞函式

7.4.1　脈衝傳遞函式的定義和意義

7.4.2　脈衝傳遞函式的求法

7.4.3　開環脈衝傳遞函式

7.4.4　閉環脈衝傳遞函式

7.5　採樣系統分析

7.5.1　採樣系統的穩定性

7.5.2　採樣系統的穩態性能

7.5.3　採樣系統的動態性能

本章小結

習題7

第8章　狀態空間分析設計

8.1　狀態空間模型

8.1.1　狀態變數表達式相關概念

8.1.2　由微分方程建立狀態變數表達式

8.1.3　狀態變數表達式和傳遞函式的關係

8.2　狀態空間的線性變換

8.2.1　線性變換

8.2.2　線性變換的不變性

8.2.3　線性系統的規範化

8.3　線性定常系統狀態方程的解

8.3.1　線性定常系統齊次方程的解

8.3.2　狀態轉移矩陣的性質

8.3.3　狀態轉移矩陣的求取

8.3.4　非齊次狀態方程的解

8.4　線性連續系統的可控性與可觀測性分析

8.4.1　線性連續系統的可控性與可觀測性的概念

8.4.2　線性連續系統的可控性判據

8.4.3　線性定常連續系統的可觀測性判據

8.4.4　通過線性變換將單輸入系統化為可控標準型和可觀測標準型

8.4.5　對偶原理

8.4.6　傳遞函式與可控性、可觀測性的關係

8.5　線性定常系統的狀態反饋和極點配置

8.5.1　狀態反饋和輸出反饋

8.5.2　狀態反饋進行極點的任意配置

本章小結

習題8

第9章　 MATLAB在控制系統分析中的套用

9.1　基於MATLAB的數學建模

9.1.1　建立傳遞函式模型的MATLAB相關函式

9.1.2　方塊圖的標準連線的MATLAB相關函式

9.1.3　傳遞函式的零極點求取的MATLAB相關函式

9.2　基於MATLAB的時域分析

9.2.1　常用函式

9.2.2　套用舉例

9.3　基於MATLAB的根軌跡分析

9.3.1　常用函式

9.3.2　套用舉例

9.4　基於MATLAB的頻域分析和設計

9.4.1　常用函式

9.4.2　套用舉例

9.5　基於MATLAB的採樣系統分析

9.5.1　常用函式

9.5.2　套用舉例

9.6　狀態空間分析

9.6.1　常用函式

9.6.2　套用舉例

參考文獻