本教材詳細介紹了自動控制的基本理論和分析方法，分上、下冊，本書是上冊，共有7章，第1章深入淺出地講述了自動控制系統(tǒng)的一般概念；第2章介紹了控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；第3~5章介紹了控制系統(tǒng)的3種分析方法：時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法；第6章介紹了控制系統(tǒng)的校正；第7章通過幾個控制系統(tǒng)的應(yīng)用示例，生動形象地闡述了控制系統(tǒng)原理，以進一步加深讀者對控制系統(tǒng)的理解和認識。同時，為方便理解和夯實相關(guān)知識，每章均配備有例題和習(xí)題。
本教材比較全面地涵蓋了大學(xué)本科“自動控制理論”課程的內(nèi)容，可作為高校自動化、電氣工程及其自動化、機械工程及其自動化、熱力工程、通信工程、電子信息工程等相關(guān)專業(yè)的“自動控制原理”課程教材，也可作為相關(guān)教師、自動化相關(guān)專業(yè)研究生、科技與工程技術(shù)人員的參考書。
本教材各章節(jié)內(nèi)容的介紹基于MATLAB的控制系統(tǒng)計算機輔助分析與設(shè)計方法，需要讀者有相應(yīng)的MATLAB應(yīng)用基礎(chǔ)，以加強對課程的理解。
前言
第一篇控制基礎(chǔ)篇
第1章自動控制系統(tǒng)的一般概念
11引言
12自動控制系統(tǒng)
121人工控制與自動控制
122自動控制系統(tǒng)的表示方法
13自動控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
131開環(huán)控制系統(tǒng)
132閉環(huán)控制系統(tǒng)
133自動控制系統(tǒng)的基本組成
14控制系統(tǒng)的基本要求
141穩(wěn)定性
142快速性和平穩(wěn)性
143準(zhǔn)確性
15自動控制系統(tǒng)的分類
151按信號傳遞的形式分類
152按是否滿足疊加原理分類
153按給定值形式分類
16自動控制理論發(fā)展簡史
小結(jié)
習(xí)題
第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
21引言
22系統(tǒng)微分方程的建立
221線性系統(tǒng)的微分方程
222非線性微分方程的線性化
23線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
231傳遞函數(shù)
232傳遞函數(shù)的性質(zhì)
233傳遞函數(shù)的求法
234典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)
24控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖與
信號流圖
241動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的概念
242動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的繪制
243動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換
244信號流圖及梅遜增益公式
25閉環(huán)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
251閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞
函數(shù)
252給定輸入信號作用下系統(tǒng)的閉環(huán)
傳遞函數(shù)
253干擾信號作用下系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞
函數(shù)
254閉環(huán)控制系統(tǒng)的誤差傳遞
函數(shù)
255多輸入多輸出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
矩陣
26MATLAB中數(shù)學(xué)模型的表示
261數(shù)學(xué)模型的MATLAB表示及其
轉(zhuǎn)換
262應(yīng)用MATLAB指令簡化動態(tài)
結(jié)構(gòu)圖
小結(jié)
習(xí)題
第二篇系統(tǒng)分析篇
第3章控制系統(tǒng)的時域分析
31引言
311典型輸入信號
312控制系統(tǒng)時域響應(yīng)的性能
指標(biāo)
32控制系統(tǒng)的動態(tài)性能分析
321一階系統(tǒng)的時域分析
322二階系統(tǒng)的時域分析
323高階系統(tǒng)的時域分析
33控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
331穩(wěn)定的基本概念
332線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要
條件
333穩(wěn)定判據(jù)
334系統(tǒng)參數(shù)對穩(wěn)定性的影響
335系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性以及穩(wěn)定
裕度
336結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定系統(tǒng)及其改善
措施
34控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
341誤差與穩(wěn)態(tài)誤差的定義及其
計算
342給定輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差及
計算
343擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系
344改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的途徑
35借助MATLAB軟件進行系統(tǒng)時域
分析
小結(jié)
習(xí)題
第4章控制系統(tǒng)的根軌跡分析
41引言
411根軌跡
412根軌跡與系統(tǒng)性能
42根軌跡法的基本概念
421根軌跡方程
422系統(tǒng)閉環(huán)零點、極點和開環(huán)零點、
極點的關(guān)系
423相角條件和幅值條件
43根軌跡的繪制
431繪制根軌跡圖的基本法則
432繪制根軌跡圖舉例
44廣義根軌跡的繪制
441參數(shù)根軌跡圖的繪制
442零度根軌跡圖的繪制
45利用根軌跡圖分析控制系統(tǒng)
性能
451閉環(huán)系統(tǒng)極點、零點的位置與
系統(tǒng)性能的關(guān)系
452由根軌跡圖確定條件穩(wěn)定系統(tǒng)
的參數(shù)取值范圍
453增加開環(huán)零、極點對根軌跡的
影響
46借助MATLAB軟件進行控制
系統(tǒng)的根軌跡分析
461用MATLAB繪制根軌跡圖
462用MATLAB對系統(tǒng)根軌跡進行
分析舉例
小結(jié)
習(xí)題
第5章控制系統(tǒng)的頻域分析法
51引言
511頻率特性的基本概念
512頻率特性的圖示方法
52幅相頻率特性
521幅相頻率特性曲線
522典型環(huán)節(jié)的幅相特性曲線
523系統(tǒng)開環(huán)幅相特性曲線的
繪制
53對數(shù)頻率特性
531對數(shù)頻率特性曲線
532典型環(huán)節(jié)的伯德圖
533系統(tǒng)開環(huán)伯德圖的繪制
534最小相位系統(tǒng)與非最小相位
系統(tǒng)
535由頻率特性曲線確定開環(huán)傳遞
函數(shù)
54頻域穩(wěn)定判據(jù)
541奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的數(shù)學(xué)
基礎(chǔ)
542奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
543對數(shù)意義上的奈奎斯特穩(wěn)定
判據(jù)
55穩(wěn)定裕度
56控制系統(tǒng)的頻域分析
561利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)
性能
562利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)
性能
57借助MATLAB軟件進行系統(tǒng)
頻域分析
小結(jié)
習(xí)題
第三篇系統(tǒng)設(shè)計篇
第6章控制系統(tǒng)的校正
61引言
611系統(tǒng)校正的概念
612系統(tǒng)校正基礎(chǔ)
62常用校正裝置及其特性
621超前校正裝置及其特性
622滯后校正裝置及其特性
623滯后超前校正裝置及其
特性
63頻域法串聯(lián)校正
631串聯(lián)超前校正
632串聯(lián)滯后校正
633串聯(lián)滯后超前校正
634按期望特性對系統(tǒng)進行串聯(lián)
校正
64根軌跡法串聯(lián)校正
641串聯(lián)超前校正
642串聯(lián)滯后校正
643串聯(lián)滯后超前校正
65工程控制方法——PID控制
66反饋校正
661利用反饋校正改變局部結(jié)構(gòu)和
參數(shù)
662利用反饋校正取代局部結(jié)構(gòu)
67復(fù)合校正
671按干擾補償?shù)膹?fù)合校正
672按輸入補償?shù)膹?fù)合校正
小結(jié)
習(xí)題
第四篇應(yīng)用篇
第7章控制系統(tǒng)設(shè)計案例分析
71引言
72一種電動比例蝶閥控制系統(tǒng)
73智能車速度控制系統(tǒng)
74汽車制動器性能測試的試驗臺
控制系統(tǒng)
附錄A拉普拉斯變換
參考文獻
書單推薦
