自動控制原理(2002年科學出版社出版的圖書)

《自動控制原理》是2002年科學出版社出版的圖書，作者是梅曉榕。

基本介紹

• 中文名：自動控制原理
• 作者：梅曉榕
• 出版時間：2002年3月
• 出版社：科學出版社
• ISBN：7030106210 

內容簡介

本書是在哈爾濱工業“自動控制原理”課程歷屆教材的基礎上重新編寫的，內容包括系統的數學模型、時域分析、根軌跡、頻域特性法、典型非線性環節、計算機控制系統、現代控制理論和基於MATLAB的系統分析、設計和仿真。

圖書目錄

前言

第一章 自動控制概述

1.1 引言

1.2 自動控制系統的初步概念

1.3 自動控制系統的分類

1.3.1 開環控制和閉環控制

1.3.2 伺服系統、定值控制系統和程式控制系統

1.3.3 控制系統的其他類型

1.4 控制系統的組成及對控制系統的基本要求

1.4.1 控制系統的基本組成

1.4.2 對控制系統的基本要求

習題

第二章 系統的數學模型

2.1 控制系統微分方程的建立

2.2 傳遞函式

2.2.1 傳遞函式的定義

2.2.2 關於傳遞函式的幾點說明

2.2.3 基本環節及其傳遞函式

2.2.4 電氣網路的運算阻抗與傳遞函式

2.3 控制系統的框圖和傳遞函式

2.3.1 框圖的概念和繪製

2.3.2 框圖的變換規則

2.3.3 閉環系統的傳遞函式

2.3.4 框圖的化簡

2.3.5 梅森增益公式

2.3.6 機電裝置的傳遞函式

2.4 非線性方程的線性化

習題

第三章 控制系統的時域分析法

3.1 引言

3.1.1 典型輸入信號

3.1.2 單位衝激回響

3.1.3 系統的時間回響

3.1.4 時間回響的性能指標

3.2 一階系統的時域分析

3.2.1 一階系統的單位階躍回響

3.2.2 一階系統的單位斜坡回響

3.2.3 單位衝激回響

3.3 二階系統的時域分析

3.3.1 二階系統的典型形式

3.3.2 二階系統的單位階躍回響

3.3.3 二階欠阻尼系統的動態性能指標

3.3.4 二階系統計算舉例

3.3.5 二階系統的單位衝激回響

3.3.6 二階系統的單位斜坡回響

3.3.7 初始條件不為零時二階系統的時間回響

3.4 高階系統的時間回響概述

3.5 控制系統的穩定性

3.5.1 穩定的概念

3.5.2 線性定常系統穩定的充分必要條件

3.5.3 勞思穩定判據

3.6 控制系統的穩態誤差

3.6.1 穩態誤差的基本概念

3.6.2 利用終值定理求穩態誤差

3.6.3 系統的型別與參考輸入的穩態誤差

3.6.4 擾動信號的穩態誤差

3.6.5 動態誤差係數法

3.7 複合控制

3.7.1 按輸入補償的複合控制

3.7.2 按擾動補償的複合控制

習題

第四章 根軌跡法

4.1 控制系統的根軌跡

4.2 繪製根軌跡的基本規則

4.2.1 根軌跡的分支數

4.2.2 根軌跡的連續性與對稱性

4.2.3 根軌跡的起點和終點

4.2.4 根軌跡的漸近線

4.2.5 實軸上的根軌跡

4.2.6 根軌跡在實軸上的分離點與會合點

4.2.7 根軌跡與虛軸的交點

4.2.8 根軌跡的出射角與入射角

4.2.9 閉環極點的和與積

4.2.10 放大係數的求取

4.3 按根軌跡分析控制系統

習題

第五章 頻率特性法

5.1 頻率特性

5.2 典型環節的頻率特性

5.2.1 極坐標圖

5.2.2 對數頻率特性圖

5.2.3 最小相位系統

5.2.4 Nichols圖

5.3 Nyquist穩定判據

5.3.1 完整的頻率特性極坐標圖

5.3.2 Nyquist穩定判據

5.3.3 用開環伯德圖判定閉環穩定性

5.4 控制系統的相對穩定性

5.4.1 相位裕度

5.4.2 幅值裕度

5.5 閉環頻率特性圖

5.5.1 閉環頻率特性圖

5.5.2 等M圓

5.5.3 非單位反饋系統的閉環頻率特性

5.6 開環頻率特性與控制系統性能的關係

5.6.1 控制系統的性能指標

5.6.2 二階系統性能指標間的關係

5.6.3 高階系統性能指標間的關係

5.6.4 開環對數幅頻特性與性能指標間的關係

5.7 控制系統設計的初步概念

5.8 PID控制器簡述

5.8.1 比例（P）控制器

5.8.2 比例微分（PD）控制器

5.8.3 積分（I）控制器

5.8.4 比例積分（PI）控制器

5.8.5 比例積分微分（PID）控制器

5.9 超前補償

5.9.1 超前補償網路的特性

5.9.2 超前補償網路設計

5.10 滯後補償

5.10.1 滯後補償網路的特性

5.10.2 滯後補償網路設計

5.11 滯後超前補償

5.11.1 滯後超前網路的特性

5.11.2 補償原理與步驟

5.12 串聯補償網路的期望幅頻特性設計方法

5.13 反饋補償

5.13.1 反饋的功能

5.13.2 反饋補償網路的設計

5.14 電子放大器的數學模型與補償方法

5.14.1 電子放大器的數學模型

5.14.2 放大器的內部補償

5.14.3 放大器的外部補償

習題

第六章 典型非線性環節及其對系統的影響

6.1 概述

6.1.1 典型非線性環節

6.1.2 非線性系統的特點

6.2 描述函式法

6.2.1 描述函式的基本概念

6.2.2 用描述函式分析非線性系統的穩定性

習題

第七章 計算機控制系統

7.1 計算機控制系統概述

7.2 A/D轉換與採樣定理

7.2.1 A/D轉換

7.2.2 採樣定理

7.2.3 採樣周期的選取

7.3 D/A轉換

7.4 z變換

7.4.1 z變換

7.4.2 z變換的基本定理

7.4.3 z反變換

7.5 z傳遞函式

7.5.1 z傳遞函式的概念

7.5.2 串聯環節的脈衝傳遞函式

7.5.3 線性離散系統的脈衝傳遞函式

7.6 線性離散系統的穩定性

7.6.1 s平面到z平面的映射關係

7.6.2 線性離散系統穩定的充要條件

7.6.3 勞思穩定判據

7.7 線性離散系統的時域分析

7.7.1 極點在z平面上的分布與瞬態回響

7.7.2 線性離散系統的時間回響

7.7.3 線性離散系統的穩態誤差

7.8 數字控制器的模擬化設計

7.8.1 模擬補償裝置的離散化方法

7.8.2 模擬化設計舉例

7.8.3 數字PID算式

7.8.4 PD—PID雙模控制

習題

第八章 現代控制理論基礎

8.1 狀態空間法的基本概念

8.2 線性定常系統狀態空間表達式的建立

8.2.1 根據系統的工作原理建立狀態空間表達式

8.2.2 根據微分方程和傳遞函式建立狀態空間表達式

8.2.3 根據傳遞函式的實數極點建立狀態空間表達式

8.2.4 狀態變數的非惟一性和特徵值不變性

8.2.5 狀態變數圖

8.3 由狀態空間表達式求傳遞函式

8.4 線性定常系統狀態方程的解

8.4.1 齊次狀態方程的解

8.4.2 矩陣指數和狀態轉移矩陣的性質

8.4.3 非齊次狀態方程的解

8.5 線性定常離散系統的狀態空間表達式

8.5.1 由差分方程或z傳遞函式建立狀態方程

8.5.2 定常系統狀態方程的離散化

8.5.3 線性定常離散系統狀態方程的解

8.6 李雅普諾夫穩定性分析

8.6.1 李雅普諾夫穩定性的定義

8.6.2 李雅普諾夫第一法（間接法）

8.6.3 李雅普諾夫第二法（直接法）

8.6.4 線性系統的李雅普諾夫穩定性分析

8.7 線性系統的可控性與可觀測性

8.7.1 線性系統的可控性與可控性判據

8.7.2 線性系統的可觀測性與可觀性判據

8.7.3 可控規範型和可觀測規範型

8.7.4 對偶原理

8.7.5 非奇異線性變換的不變特性和可控性與可觀測性判據的其他形式

8.8 線性系統的狀態反饋與極點配置

8.8.1 狀態反饋

8.8.2 單變數控制系統的極點配置

8.9 狀態觀測器

8.9.1 全維狀態觀測器

8.9.2 降維狀態觀測器

8.10 二次型性能指標的最優控制

習題

第九章 基於MATLAB的系統分析、設計與仿真

9.1 引言

9.1.1 進入MATLAB操作環境和執行MATLAB的命令與程式

9.1.2 Simulink軟體包

9.2 系統的初步概念與數學模型

9.2.1 開環控制與閉環控制

9.2.2 系統的穩定性

9.2.3 MATLAB函式簡介

9.2.4 系統的數學模型

9.3 系統的時域分析法

9.3.1 系統的時域回響

9.3.2 線性系統的穩定性

9.3.3 穩態誤差

9.4 根軌跡

9.4.1 根軌跡的繪製

9.4.2 基於根軌跡的系統設計

9.5 頻率特性

9.5.1 繪製Nyquist圖

9.5.2 繪製Bode圖

9.5.3 求穩定裕度

9.6 典型非線性環節

9.6.1 飽和非線性

9.6.2 間隙非線性

9.7 計算機控制系統

9.8 狀態空間法

9.8.1 數學模型及相互轉換

9.8.2 矩陣指數及狀態方程的解

9.8.3 系統的穩定性

9.8.4 系統的可控性與可觀測性

9.8.5 極點配置

9.8.6 狀態觀測器

9.8.7 帶觀測器的極點配置及最優控制

附錄一 拉普拉斯變換的基本特性

附錄二 拉氏變換-z變換表

附錄三 常用補償網路

附錄四 本書所用的MATLAB命令

參考文獻