普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材：控制理論與控制工程
定 價：45 元
叢書名：普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材
- 作者：王積偉 著
- 出版時間：2011/2/1
- ISBN：9787111313373
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：O231
- 頁碼：378
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《控制理論與控制工程》是普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材，是為適應機械類專業(yè)本科生學習“控制工程基礎”課程而編著的，也適用于從事機械工程控制工作的工程技術人員。全書共分九章，包括控制系統(tǒng)導論，連續(xù)控制系統(tǒng)的數(shù)學模型，控制系統(tǒng)的時域、根軌跡、頻域分析法，線性連續(xù)系統(tǒng)的校正和控制，線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合，線性離散系統(tǒng)的分析與設計，非線性控制系統(tǒng)。《控制理論與控制工程》除控制系統(tǒng)導論外，還在各章系統(tǒng)地給出了基于MATLAB和 SIMuuNK的控制系統(tǒng)建模、分析與綜合的內(nèi)容。全書各章都有精選的習題，書末附有習題參考答案。
《控制理論與控制工程》控制理論與控制工程并重，把經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論有機地結合起來，不苛求嚴格的數(shù)學推證，凸顯清晰的物理概念，強調(diào)方法論，突出例題和習題的工程背景。
《控制理論與控制工程》的編著力求概念清晰，深入淺出，層次分明，簡繁適度，圖文并茂，好教易學。
前言
主要符號表
第一章 控制系統(tǒng)導論1
第一節(jié) 控制理論與控制工程發(fā)展概況1
第二節(jié) 控制系統(tǒng)概述2
習題8
第二章 連續(xù)控制系統(tǒng)的數(shù)學模型11
第一節(jié) 數(shù)學工具——拉氏變換11
第二節(jié) 時域模型——微分方程和狀態(tài)方程25
第三節(jié) 復域模型——傳遞函數(shù)35
第四節(jié) 頻域模型——頻率特性37
第五節(jié) 圖示模型——系統(tǒng)框圖和信號流圖38
第六節(jié) 控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)50
第七節(jié) 工程控制系統(tǒng)的數(shù)學模型57
第八節(jié) 基于MATLAB與SIMULINK建立系統(tǒng)數(shù)學模型69
習題70
第三章 控制系統(tǒng)的時域分析法77
第一節(jié) 典型時域輸入信號77
第二節(jié) 系統(tǒng)時域響應78
第三節(jié) 誤差分析與計算92
第四節(jié) 穩(wěn)定性分析與穩(wěn)定判據(jù)100
第五節(jié) 基于MATLAB與SIMULINK的系統(tǒng)時域特性分析107
習題116
第四章 控制系統(tǒng)的根軌跡分析法120
第一節(jié) 根軌跡的基本概念120
第二節(jié) 根軌跡的基本特性及繪制方法123
第三節(jié) 控制系統(tǒng)的根軌跡分析130
第四節(jié) 基于MATLAB繪制系統(tǒng)根軌跡134
習題135
第五章 控制系統(tǒng)的頻域分析法137
第一節(jié) 頻率響應137
第二節(jié) 典型環(huán)節(jié)的頻率特性140
第三節(jié) 反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性150
第四節(jié) 反饋控制系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性158
第五節(jié) 系統(tǒng)頻域穩(wěn)定性判據(jù)161
第六節(jié) 系統(tǒng)閉環(huán)特性的頻域分析171
第七節(jié) 頻域響應與時域響應間的關系175
第八節(jié) 基于MATLAB與SIMULINK的系統(tǒng)頻域特性分析178
第九節(jié) 工程實際系統(tǒng)的頻域法分析182
習題190
第六章 線性連續(xù)系統(tǒng)的校正和控制195
第一節(jié) 系統(tǒng)校正和控制概述195
第二節(jié) 串聯(lián)校正196
第三節(jié) 基于MATLAB與SIMULINK的系統(tǒng)串聯(lián)校正210
第四節(jié) PID控制214
第五節(jié) 反饋校正224
第六節(jié) 復合控制228
第七節(jié) 工程實際系統(tǒng)的校正及其分析232
習題237
第七章 線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合240
第一節(jié) 線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述240
第二節(jié) 線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的解256
第三節(jié) 線性定常系統(tǒng)的能控性與能觀性263
第四節(jié) 線性定常系統(tǒng)的利亞普諾夫穩(wěn)定性分析271
第五節(jié) 線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與極點配置277
第六節(jié) 基于MATLAB與SIMULINK的狀態(tài)空間法分析282
第七節(jié) 工程實際系統(tǒng)的狀態(tài)空間法分析286
習題292
第八章 線性離散系統(tǒng)的分析與設計296
第一節(jié) 離散系統(tǒng)概述296
第二節(jié) 信號的采樣與復現(xiàn)297
第三節(jié) Z變換與Z反變換302
第四節(jié) 離散系統(tǒng)的數(shù)學模型311
第五節(jié) 線性離散系統(tǒng)的性能分析317
第六節(jié) 線性離散系統(tǒng)的校正與控制325
第七節(jié) 基于MATLAB與SIMULINK的離散系統(tǒng)分析334
習題337
第九章 非線性控制系統(tǒng)339
第一節(jié) 非線性概述339
第二節(jié) 描述函數(shù)分析法342
第三節(jié) 非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法分析248
第四節(jié) 典型非線性特性的描述函數(shù)法分析351
第五節(jié) 基于SIMULINK的非線性系統(tǒng)性能分析353
第六節(jié) 利用非線性特性改善系統(tǒng)的性能356
習題358
附錄360
附錄A 拉氏變換和Z變換表360
附錄B 常用校正裝置362
附錄C 習題參考答案363
參考文獻379
為了從理論上對控制系統(tǒng)進行性能分析，首先要建立系統(tǒng)的數(shù)學模型。系統(tǒng)的數(shù)學模型，是描述系統(tǒng)輸入、輸出量以及內(nèi)部各變量之間關系的數(shù)學表達式，它揭示了系統(tǒng)結構及參數(shù)與其性能之間的內(nèi)在關系。
系統(tǒng)數(shù)學模型有多種形式，這取決于變量和坐標系統(tǒng)的選擇。在時間域，通常采用微分方程或一階微分方程組（狀態(tài)方程）的形式；在復數(shù)域，采用傳遞函數(shù)形式；而在頻率域，則采用頻率特性形式。
必須指出，建立合理的數(shù)學模型，對于系統(tǒng)的分析和研究極為重要。由于不可能將系統(tǒng)實際錯綜復雜的物理現(xiàn)象完全表達出來，因而要對模型的簡潔性與精確性進行折中的考慮。一般是根據(jù)系統(tǒng)的實際結構參數(shù)和系統(tǒng)分析所要求的精度，忽略一些次要因素，建立既能反映系統(tǒng)內(nèi)在本質(zhì)特性，又能簡化分析計算工作的模型。
建立系統(tǒng)數(shù)學模型，通常采用解析法或?qū)嶒灧�。所謂解析法建模，即依據(jù)系統(tǒng)及元件各變量之間所遵循的物理學定律，理論推導出變量間的數(shù)學關系式，從而建立數(shù)學模型。本章僅討論解析法建模，關于實驗法建模將在后面的章節(jié)進行介紹。
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