自動控制原理(2021年清華大學出版社出版的圖書)

自動控制原理(2021年清華大學出版社出版的圖書)

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《自動控制原理》是2021年清華大學出版社出版的圖書。

基本介紹

  • 中文名:自動控制原理
  • 作者:喻曉紅,葛一楠,唐毅謙
  • 類別:教材
  • 出版社:清華大學出版社
  • 出版時間:2021年6月
  • 開本:16 開
  • 裝幀:平裝-膠訂
  • ISBN:9787302580744
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,

內容簡介

本書較系統、全面的介紹了自動控制基礎理論與套用。全書共分9 章,主要內容有:自動控制系統的基本概念和結構、微分方程、傳遞函式、結構圖模型、連續系統時域分析、復域分析與校正、頻域分析方法與校正、離散控制基礎、狀態空間分析和設計方法、非線性控制理論等。本書以經典控制、現代控制理論為主,也兼顧了一些理論聯繫實際的工程套用內容。針對套用型高校培養工程套用人才的需求,各章節使用了一台自研的工具機導軌位置控制系統作為實例,從系統建模到控制方法分析,結合理論教學,深入淺出進行分析和設計,以便讀者理論聯繫實際,能真正理解自動控制原理對工程實際的理論指導作用。

圖書目錄

第1章緒論
1.1歷史的回顧
1.2自動控制系統的基本概念
1.3自動控制系統的基本類型
1.3.1開環、閉環與複合控制系統
1.3.2連續系統與離散系統
1.3.3線性系統與非線性系統
1.3.4定常控制系統與時變控制系統
1.3.5恆值控制系統、隨動控制系統和程式控制系統
1.4控制系統示例
1.4.1工具機導軌的伺服控制系統
1.4.2工具機導軌的伺服控制系統的基本原理
1.5對控制系統性能的基本要求
本章小結
習題
第2章控制系統的數學模型
2.1控制系統的數學模型的概念
2.1.1系統的數學模型的建立方法
2.1.2線性定常系統和線性時變系統
2.2控制系統的時域數學模型
2.2.1系統的微分方程描述
2.2.2工具機導軌的伺服控制系統的運動描述
2.2.3非線性微分方程的線性化
2.3傳遞函式
2.3.1傳遞函式的定義
2.3.2傳遞函式的表達形式
2.3.3典型環節的傳遞函式
2.3.4工具機導軌的伺服控制系統的傳遞函式
2.4結構圖
2.4.1結構圖的建立
2.4.2工具機導軌的伺服控制系統結構圖
2.4.3結構圖的等效變換
2.5信號流圖
2.5.1信號流圖的定義
2.5.2信號流圖的常用術語
2.5.3系統的信號流圖及繪製方法
2.5.4信號流圖的變換法則與簡化
2.5.5梅森增益公式
2.6反饋控制系統的傳遞函式
2.7MATLAB軟體介紹及Simulink系統建模方法
2.7.1MATLAB軟體介紹
2.7.2控制系統數學模型的種類
2.8用MATLAB求工具機導軌的伺服控制系統的傳遞函式
本章小結
習題
第3章時域法
3.1引言
3.2控制系統的時域回響
3.3時域性能指標
3.3.1典型輸入信號
3.3.2動態性能指標
3.3.3穩態性能指標
3.4時域分析法
3.4.1穩定性分析
3.4.2動態特性分析
3.4.3穩態特性分析
*3.5線性系統的基本控制規律
*
本節為拓展知識,用二維碼形式展現。
3.6時域法的套用
3.6.1工具機導軌伺服控制系統的理論分析
3.6.2工具機導軌伺服控制系統的Simulink分析
3.6.3PID調節器的設計實例
本章小結
習題
第4章根軌跡法
4.1引言
4.2根軌跡法的基本概念
4.2.1根軌跡方程
4.2.2根軌跡方程的幾何意義
4.3繪製根軌跡的基本規則
4.4廣義根軌跡
4.4.1參數根軌跡
4.4.2零度根軌跡
4.5根軌跡的分析法
4.5.1由根軌跡確定系統的閉環極點
4.5.2用主導極點來估算系統的性能
4.5.3利用MATLAB軟體繪製根軌跡法
4.6根軌跡的綜合法
4.6.1根軌跡形狀的改變
*
本小節為拓展知識,用二維碼形式展現。
*4.6.2串聯校正
4.7根軌跡法的套用
4.7.1利用MATLAB繪製實際系統的根軌跡
4.7.2根軌跡綜合法的套用
本章小結
習題
第5章頻域法
5.1引言
5.2頻率特性
5.2.1頻率特性的基本概念
5.2.2頻率特性的求取
5.2.3頻率特性的圖示方法
5.3系統的開環頻率特性
5.3.1典型環節的頻率特性
5.3.2開環頻率特性的繪製
5.3.3由伯德圖確定傳遞函式
5.3.4頻率特性的實驗確定法
5.4系統的閉環頻率特性
5.4.1單位反饋系統的閉環頻率特性
5.4.2等M圓圖與等N圓圖
5.4.3尼科爾斯圖
5.4.4閉環頻域指標
5.5頻率回響分析法
5.5.1穩定性分析
5.5.2穩態特性和動態特性分析
5.5.3套用MATLAB進行頻域分析
5.6頻率回響綜合法
5.6.1串聯校正
5.6.2反饋校正
5.7頻域法的套用
5.7.1頻域法的實例分析
5.7.2串聯校正分析法的套用
本章小結
習題
第6章離散控制系統
6.1採樣過程
6.1.1信號的採樣
6.1.2信號的恢復與保持
6.2Z變換
6.2.1Z變換與Z反變換
6.2.2線性定常離散系統的差分方程及其求解
6.2.3離散控制系統的脈衝傳遞函式
6.2.4開環和閉環脈衝傳遞函式
6.2.5套用MATLAB建立離散系統的數學模型
6.3離散控制系統的特性分析
6.3.1S平面到Z平面的映射
6.3.2離散控制系統穩定的充要條件
6.3.3線性離散系統的穩定判據
6.3.4離散控制系統的過渡過程分析
6.3.5離散控制系統的穩態誤差分析
6.3.6利用MATLAB進行離散系統分析
6.4離散控制系統的根軌跡設計法
6.5離散控制系統的頻域設計法
6.6等效模擬控制器綜合法與數字PID控制器
6.6.1等效模擬控制器綜合法的基本思路
6.6.2控制器傳遞函式離散化的方法
6.6.3數字PID算法
6.6.4工具機導軌伺服系統的等效模擬控制器綜合
本章小結
習題
第7章線性系統的狀態空間分析方法
7.1系統的狀態空間描述
7.1.1狀態與狀態空間
7.1.2狀態空間表達式
7.2狀態空間表達式與傳遞函式之間的關係
7.3狀態方程的線性變換
7.3.1線性變換
7.3.2系統矩陣的對角化
7.4線性定常系統狀態方程的解
7.4.1線性定常連續系統狀態方程的求解
7.4.2非齊次狀態方程的解
本章小結
習題
第8章線性系統的狀態空間綜合法
8.1系統的能控性與能觀測性
8.1.1線性定常連續系統的能控性
8.1.2線性定常連續系統的能觀測性
8.1.3對偶性原理
8.1.4能控規範型與能觀規範型
8.2線性系統的結構分解
8.2.1系統按能控性分解
8.2.2系統按能觀測性分解
8.2.3線性定常系統結構的規範分解
8.2.4傳遞函式中的零極對消
8.3穩定性與李雅普諾夫穩定判據
8.3.1與穩定性相關的基本概念
8.3.2李雅普諾夫穩定性的定義
8.3.3李雅普諾夫法
8.3.4李雅普諾夫第二法
8.4線性定常系統的極點配置
8.4.1反饋控制系統的基本結構及設計
8.4.2極點配置
8.5狀態觀測器及其實現
8.5.1全維觀測器的設計思想
8.5.2反饋矩陣的確定
8.6帶觀測器的狀態反饋系統
8.6.1帶觀測器的狀態反饋系統結構
8.6.2分離性原理
本章小結
習題
*
本章為拓展知識,用二維碼形式展現。
*第9章非線性系統的分析
附錄A拉普拉斯變換與反變換
附錄B工具機導軌的伺服控制系統實驗平台
參考文獻

作者簡介

喻曉紅,四川自貢人,女, 副教授,2004年四川大學控制理論與控制工程專業碩士畢業,從事自動控制原理等課程教學二十餘年,現任職於成都大學信息科學與電氣工程學院自動化系。發表論文十餘遍,編著教材三本。

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