《21世紀高等學校規劃教材·自動控制原理》為21世紀高等學校規劃教材。《21世紀高等學校規劃教材·自動控制原理》闡述了經典控制理論的基本概念、原理和各種分析方法。全書共分七章，主要內容有系統數學模型的建立方法，線性連續系統的時域、根軌跡和頻域理論，如系統的動態性能、靜態性能、穩定性及校正方法；同時適當地介紹了離散控制系統的分析方法。《21世紀高等學校規劃教材·自動控制原理》力求突出物理概念、儘量減少繁瑣的數學推導，內容敘述深入淺出，通俗易懂。書中對PID作了重點介紹，並用一定篇幅介紹了系統仿真軟體的套用。
基本介紹
- 書名：21世紀高等學校規劃教材·自動控制原理
- 出版社：中國電力出版社
- 頁數：220頁
- 開本：16
- 定價：22.80
- 作者：張建民
- 出版日期：2008年7月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787508370460, 7508370465
- 品牌：中國電力出版社
內容簡介,圖書目錄,文摘,序言,
內容簡介
《21世紀高等學校規劃教材·自動控制原理》為21世紀高等學校規劃教材。《21世紀高等學校規劃教材·自動控制原理》闡述了經典控制理論的基本概念、原理和各種分析方法。全書共分七章，主要內容有系統數學模型的建立方法，線性連續系統的時域、根軌跡和頻域理論，如系統的動態性能、靜態性能、穩定性及校正方法；同時適當地介紹了離散控制系統的分析方法。《21世紀高等學校規劃教材·自動控制原理》力求突出物理概念、儘量減少繁瑣的數學推導，內容敘述深入淺出，通俗易懂。書中對PID作了重點介紹，並用一定篇幅介紹了系統仿真軟體的套用。
圖書目錄
前言
第一章 自動控制系統的基本概念
第一節 自動控制與自動控制系統
第二節 自動控制系統的類型
第一節 閉環控制系統的組成
第四節 自動控制系統的基本要求
小結
習題
第二章 自動控制系統的數學模型
第一節 系統微分方程式的編寫
第二節 傳遞函式
第三節 系統動態結構圖及其等效變換
第四節 自動控制系統的傳遞函式
小結
習題
第三章 自動控制系統的時域分析
第一節 自動控制系統的時域指標
第二節 一階系統的動態性能分析
第三節 典型二階系統的動態性能分析
第四節 高階系統的動態性能分析
第五節 自動控制系統的代數穩定判據
第六節 控制系統的穩態誤差
小結
習題
第四章 線性控制系統的根軌跡分析法
第一節 根軌跡的基本概念
第二節 根軌跡繪製的基本法則
第一節 廣義根軌跡
第四節 系統性能分析
小結
習題
第五章 控制系統的頻域分析法
第一節 頻率特性的基本概念
第二節 典型環節的頻率特性
第三節 系統開環頻率特性
第四節 用開環頻率特性分析系統穩定性
第五節 用開環頻率特性分析系統性能
第六節 用閉環頻率特性分析系統性能
小結
習題
第六章 自動控制系統的校正
第一節 校正的基本概念
第二節 串聯校正
第三節民反饋校正
第四節 控制系統的工程設計方法
小結
習題
第七章 線性離散控制系統的分析
第一節 離散控制系統概述
第二節 離散控制系統的數學基礎
第三節 脈衝傳遞函式
第四節 離散控制系統穩定性分析
第五節 離散控制系統的穩態誤差
第六節 離散控制系統的動態性能分析
小結
習題
附錄
附錄Ⅰ 自動控制系統的仿真
第一節 自動控制系統數學模型的MATLAB表示
第二節 線性系統時域回響分析
第三節 線性系統的根軌跡分析
第四節 線性系統的頻域分析
附錄Ⅱ 常用函式的拉氏變換與Z變換對照表
參考文獻
第一章 自動控制系統的基本概念
第一節 自動控制與自動控制系統
第二節 自動控制系統的類型
第一節 閉環控制系統的組成
第四節 自動控制系統的基本要求
小結
習題
第二章 自動控制系統的數學模型
第一節 系統微分方程式的編寫
第二節 傳遞函式
第三節 系統動態結構圖及其等效變換
第四節 自動控制系統的傳遞函式
小結
習題
第三章 自動控制系統的時域分析
第一節 自動控制系統的時域指標
第二節 一階系統的動態性能分析
第三節 典型二階系統的動態性能分析
第四節 高階系統的動態性能分析
第五節 自動控制系統的代數穩定判據
第六節 控制系統的穩態誤差
小結
習題
第四章 線性控制系統的根軌跡分析法
第一節 根軌跡的基本概念
第二節 根軌跡繪製的基本法則
第一節 廣義根軌跡
第四節 系統性能分析
小結
習題
第五章 控制系統的頻域分析法
第一節 頻率特性的基本概念
第二節 典型環節的頻率特性
第三節 系統開環頻率特性
第四節 用開環頻率特性分析系統穩定性
第五節 用開環頻率特性分析系統性能
第六節 用閉環頻率特性分析系統性能
小結
習題
第六章 自動控制系統的校正
第一節 校正的基本概念
第二節 串聯校正
第三節民反饋校正
第四節 控制系統的工程設計方法
小結
習題
第七章 線性離散控制系統的分析
第一節 離散控制系統概述
第二節 離散控制系統的數學基礎
第三節 脈衝傳遞函式
第四節 離散控制系統穩定性分析
第五節 離散控制系統的穩態誤差
第六節 離散控制系統的動態性能分析
小結
習題
附錄
附錄Ⅰ 自動控制系統的仿真
第一節 自動控制系統數學模型的MATLAB表示
第二節 線性系統時域回響分析
第三節 線性系統的根軌跡分析
第四節 線性系統的頻域分析
附錄Ⅱ 常用函式的拉氏變換與Z變換對照表
參考文獻
文摘
插圖：
第一章 自動控制系統的基本概念
在科學技術飛速發展的今天，自動控制技術也得到了迅猛的發展，並且套用在各行各業。無論是在航空航天領域、軍事領域，還是民用領域、工業領域，自動控制技術所取得的成就都是驚人的。自動控制技術的理論基礎是自動控制理論，而自動控制技術的發展反過來又促進了自動控制理論的進一步完善。
本章介紹自動控制的一些基本概念、自動控制系統的組成和分類、對控制系統的性能要求等內容。
第一節 自動控制與自動控制系統
一、自動控制與自動控制系統的含義
所謂自動控制，是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置（控制器或控制裝置），使機器設備或生產過程（統稱被控對象）的某個工作狀態或參數（即被控量）自動地按照預定的規律運行。
下面以爐溫控制系統為例，說明自動控制系統的結構特點。
該系統的控制目標是通過調整自耦變壓器滑動端的位置，來改變電阻爐的溫度，並使其恆定不變。因為被控制的設備是電阻爐，被控量是電阻爐的溫度，所以該系統可稱為溫度控制系統。爐溫的給定量由電位器滑動端位置所對應的電壓值Ug給出，爐溫的實際值由熱電偶測試出來，並轉換成電壓Uf，再把Ur反饋到系統的輸入端與給定電壓Ug比較（通過二者極性反接實現），產生反映實際爐溫與給定爐溫偏差的信號。由於擾動（例如電源電壓波動或加熱物件多少等）影響，爐溫偏離了給定值，其偏離電壓經過放大，控制可逆伺服電動機M，帶動自耦變壓器的滑動端，改變電壓Uc，使爐溫保持在給定溫度值上。這樣，就實現了無人直接參與的自動爐溫控制。
如上分析，將被控對象和控制裝置按照一定的方式連線起來，組成一個整體，從而實現各種複雜的自動控制任務，就構成了自動控制系統。
第一章 自動控制系統的基本概念
在科學技術飛速發展的今天，自動控制技術也得到了迅猛的發展，並且套用在各行各業。無論是在航空航天領域、軍事領域，還是民用領域、工業領域，自動控制技術所取得的成就都是驚人的。自動控制技術的理論基礎是自動控制理論，而自動控制技術的發展反過來又促進了自動控制理論的進一步完善。
本章介紹自動控制的一些基本概念、自動控制系統的組成和分類、對控制系統的性能要求等內容。
第一節 自動控制與自動控制系統
一、自動控制與自動控制系統的含義
所謂自動控制，是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置（控制器或控制裝置），使機器設備或生產過程（統稱被控對象）的某個工作狀態或參數（即被控量）自動地按照預定的規律運行。
下面以爐溫控制系統為例，說明自動控制系統的結構特點。
該系統的控制目標是通過調整自耦變壓器滑動端的位置，來改變電阻爐的溫度，並使其恆定不變。因為被控制的設備是電阻爐，被控量是電阻爐的溫度，所以該系統可稱為溫度控制系統。爐溫的給定量由電位器滑動端位置所對應的電壓值Ug給出，爐溫的實際值由熱電偶測試出來，並轉換成電壓Uf，再把Ur反饋到系統的輸入端與給定電壓Ug比較（通過二者極性反接實現），產生反映實際爐溫與給定爐溫偏差的信號。由於擾動（例如電源電壓波動或加熱物件多少等）影響，爐溫偏離了給定值，其偏離電壓經過放大，控制可逆伺服電動機M，帶動自耦變壓器的滑動端，改變電壓Uc，使爐溫保持在給定溫度值上。這樣，就實現了無人直接參與的自動爐溫控制。
如上分析，將被控對象和控制裝置按照一定的方式連線起來，組成一個整體，從而實現各種複雜的自動控制任務，就構成了自動控制系統。
序言
隨著科學技術的迅猛發展，自動控制技術的套用領域日益廣闊。它不僅大量套用於空間科技、冶金、輕工、機電工程及交通管理、環境保護等領域，而且正不斷向生物、人類社會等其他領域滲透。自動控制技術的廣泛套用，不但使得生產設備或生產過程實現自動化，大大提高了勞動生產率和產品質量，改善了勞動條件；同時，在人類征服大自然，改善居住、生活條件等方面也發揮了非常重要的作用。
自動控制技術的主要作用是不需要人的直接參與，而控制某些物理量按照指定的規律變化。由於自動控制技術在各個行業的廣泛滲透，控制理論已逐漸成為許多學科共同的專業基礎課，且愈來愈占有重要的位置。
自動控制技術的研究對象為自動控制系統。分析和設計自動控制系統的理論基礎就是自動控制原理。自動控制原理一般分為“經典控制理論”和“現代控制理論”。本書主要介紹經典控制理論的內容。
根據套用型本科院校教學改革的方向，按以下思路安排章節次序：首先對自動控制系統的基本概念作了必要的敘述，繼而討論實際系統的數學模型的建立方法，在此基礎上，用時域法引出系統穩定性、快速性、準確性的基本概念，並分析了低階系統的各項性能指標。在編寫中介紹了根軌跡法及工程上常用的頻率特性法，並結合了工程實際介紹了自動控制系統的校正方法。由於計算機控制技術的發展，本書用適當的篇幅介紹了線性離散控制系統的分析方法。考慮到計算機仿真技術在自動控制系統分析中套用得越來越廣泛，已成為分析自動控制系統的有力工具，在附錄I中結合各章內容介紹了自動控制系統的計算機仿真方法，以幫助初學者入門。
本書在編寫過程中，注意了套用型本科教育的特點，適當降低了理論深度，內容編寫力求深入淺出、循序漸進，注意物理概念的闡述，儘量避免繁瑣的數學推導，緊密結合具體的自動控制系統介紹經典控制理論的最基本的內容，使抽象的控制理論與系統分析、設計相結合，理論和實踐相結合，為讀者學習後續專業課程奠定基礎。
本書由張建民教授主編並統稿，曹艷為副主編。參加本書編寫的人員有張建民（第一章，第二章中第三、四節，第三章）、曹艷（第二章第一、二節，第四章，第五章）、劉書智（第六章）、劉海波（第七章、附錄）。全書由李文秀教授主審。
本書在編寫過程中，參考了同行們的論著，在此，編者對他們表示由衷的謝意。
由於編者水平有限，書中一定存在疏漏和不妥之處，殷切期望使用本書的教師和讀者提出批評指正。
自動控制技術的主要作用是不需要人的直接參與，而控制某些物理量按照指定的規律變化。由於自動控制技術在各個行業的廣泛滲透，控制理論已逐漸成為許多學科共同的專業基礎課，且愈來愈占有重要的位置。
自動控制技術的研究對象為自動控制系統。分析和設計自動控制系統的理論基礎就是自動控制原理。自動控制原理一般分為“經典控制理論”和“現代控制理論”。本書主要介紹經典控制理論的內容。
根據套用型本科院校教學改革的方向，按以下思路安排章節次序：首先對自動控制系統的基本概念作了必要的敘述，繼而討論實際系統的數學模型的建立方法，在此基礎上，用時域法引出系統穩定性、快速性、準確性的基本概念，並分析了低階系統的各項性能指標。在編寫中介紹了根軌跡法及工程上常用的頻率特性法，並結合了工程實際介紹了自動控制系統的校正方法。由於計算機控制技術的發展，本書用適當的篇幅介紹了線性離散控制系統的分析方法。考慮到計算機仿真技術在自動控制系統分析中套用得越來越廣泛，已成為分析自動控制系統的有力工具，在附錄I中結合各章內容介紹了自動控制系統的計算機仿真方法，以幫助初學者入門。
本書在編寫過程中，注意了套用型本科教育的特點，適當降低了理論深度，內容編寫力求深入淺出、循序漸進，注意物理概念的闡述，儘量避免繁瑣的數學推導，緊密結合具體的自動控制系統介紹經典控制理論的最基本的內容，使抽象的控制理論與系統分析、設計相結合，理論和實踐相結合，為讀者學習後續專業課程奠定基礎。
本書由張建民教授主編並統稿，曹艷為副主編。參加本書編寫的人員有張建民（第一章，第二章中第三、四節，第三章）、曹艷（第二章第一、二節，第四章，第五章）、劉書智（第六章）、劉海波（第七章、附錄）。全書由李文秀教授主審。
本書在編寫過程中，參考了同行們的論著，在此，編者對他們表示由衷的謝意。
由於編者水平有限，書中一定存在疏漏和不妥之處，殷切期望使用本書的教師和讀者提出批評指正。
