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自动控制原理 国家精品课程教材

自动控制原理(国家精品课程教材)
作者：王建辉等/
 普通高等教育“十一五”国家级规划教材国家级精品课程教材
图书详细信息：
ISBN：9787302140078
定价：39.8元
印次：1-1
装帧：平装
印刷日期：2007-3-22
图书简介：
本书阐述了经典控制理论的基本概念、原理和自动控制系统的各种分析方法，主要内容包括线性连续系统与离散系统的时域和频域理论，如系统的动态性能、静态性能、稳定性的分析和各种设计方法的运用等。
本书从基本概念、基本分析方法入手，结合生产和生活中的实例，以时域分析方法为主线，时域分析和频域分析并进，在严谨的数学推导的基础上，利用直观的物理概念，引出系统参数与系统指标之间的内在联系。
本书在《自动控制原理》(王建辉、顾树生主编，杨自厚主审，冶金工业出版社出版)前四版基础上，对各章内容都进行了修订。修订的基本思想是更新观念，深化改革，提高知识起点，努力拓宽专业口径，以增强培养人才的适应性。
本书既可以作为高等学校自动化、仪表、电气传动、计算机、机械、化工、航天航空等相关专业的教材，也可供有关工程技术人员再学习时参考。
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第1章自动控制系统的基本概念1
1.1开环控制系统与闭环控制系统1
1.2闭环控制系统的组成和基本环节4
1.3自动控制系统的类型6
1.3.1线性系统和非线性系统6
1.3.2连续系统和离散系统8
1.3.3恒值系统、随动系统和程序控制系统9
1.4自动控制系统的性能指标9
1.4.1稳定性9
1.4.2稳态性能指标10
1.4.3暂态性能指标10
小结13
思考题与习题14
第2章自动控制系统的数学模型17
2.1微分方程式的编写17
2.1.1机械系统18
2.1.2电气系统21
2.1.3液压系统24
2.1.4热工系统29
2.2非线性数学模型的线性化31
2.3传递函数35
2.3.1传递函数的定义35
2.3.2典型环节的传递函数及暂态特性41
2.4系统动态结构图49
2.5系统传递函数和结构图的等效变换52
2.5.1典型连接的等效传递函数53
2.5.2相加点及分支点的变位运算55
2.5.3系统开环传递函数57
2.5.4系统闭环传递函数60
2.5.5系统对给定作用和扰动作用的传递函数61
2.6信号流图62
2.6.1信号流图中的术语63
2.6.2信号流图的绘制64
2.6.3信号流图的基本简化法则65
2.6.4梅逊增益公式66
2.7用MATLAB求解线性微分方程和化简系统方框图71
2.7.1MATLAB中数学模型的表示71
2.7.2用MATLAB求解线性微分方程73
2.7.3MATLAB在系统方框图化简中的应用76
小结78
思考题与习题79
自动控制原理目录第3章自动控制系统的时域分析85
3.1自动控制系统的时域指标86
3.1.1对控制性能的要求86
3.1.2自动控制系统的典型输入信号87
3.2一阶系统的阶跃响应89
3.2.1一阶系统的数学模型89
3.2.2一阶系统的单位阶跃响应89
3.3二阶系统的阶跃响应91
3.3.1典型二阶系统的动态特性93
3.3.2二阶系统动态特性指标97
3.3.3二阶系统特征参数与动态性能指标之间的关系100
3.3.4二阶工程最佳参数101
3.3.5零、极点对二阶系统动态性能的影响103
3.4高阶系统的动态响应107
3.5自动控制系统的代数稳定判据109
3.5.1线性系统稳定性的概念和稳定的充分必要条件109
3.5.2劳斯判据110
3.5.3赫尔维茨判据113
3.5.4谢绪恺判据114
3.5.5参数对稳定性的影响115
3.5.6相对稳定性和稳定裕度117
3.6稳态误差118
3.6.1扰动稳态误差118
3.6.2给定稳态误差和误差系数120
3.6.3减小稳态误差的方法126
3.7用MATLAB进行系统时域分析129
3.7.1典型输入信号的MATLAB实现130
3.7.2系统的稳定性分析134
3.7.3MATLAB在求解系统给定稳态误差中的应用136
小结138
思考题与习题138
第4章根轨迹法143
4.1根轨迹法的基本概念144
4.2根轨迹的绘制法则146
4.2.1绘制根轨迹的一般法则146
4.2.2自动控制系统的根轨迹155
4.2.3零度根轨迹166
4.2.4参数根轨迹168
4.3用根轨迹法分析系统的动态特性172
4.3.1在根轨迹上确定特征根172
4.3.2用根轨迹法分析系统的动态特性173
4.3.3开环零点对系统根轨迹的影响176
4.3.4开环极点对系统根轨迹的影响178
4.3.5偶极子对系统性能的影响178
4.4用MATLAB绘制根轨迹181
4.4.1根轨迹分析的MATLAB实现的函数指令格式181
4.4.2零度根轨迹的MATLAB绘制187
4.4.3参数根轨迹的MATLAB绘制188
小结191
思考题与习题191
第5章频率法 195
5.1频率特性的基本概念195
5.2非周期函数的频谱分析198
5.2.1周期函数的傅氏级数分解198
5.2.2非周期函数的频谱201
5.3频率特性的表示方法204
5.3.1幅相频率特性204
5.3.2对数频率特性205
5.3.3对数幅相频率特性206
5.4典型环节的频率特性206
5.4.1比例环节206
5.4.2惯性环节207
5.4.3积分环节211
5.4.4微分环节212
5.4.5振荡环节214
5.4.6时滞环节217
5.4.7最小相位环节218
5.5系统开环频率特性的绘制219
5.5.1系统的开环幅相频率特性219
5.5.2系统的开环对数频率特性224
5.6奈奎斯特稳定判据及其应用227
5.6.1奈氏稳定判据的基本原理228
5.6.2映射定理228
5.6.3奈氏路径及其映射229
5.6.4奈氏稳定判据230
5.6.5开环有串联积分环节的系统231
5.6.6用系统开环对数频率特性判断闭环系统稳定性232
5.6.7应用奈氏稳定判据判断闭环系统稳定性举例234
5.6.8系统的稳定裕度236
5.7系统动态特性和开环频率特性的关系238
5.7.1开环对数频率特性的基本性质238
5.7.2系统动态特性和开环频率特性的关系244
5.8闭环系统频率特性246
5.8.1闭环系统频率特性与开环系统频率特性的关系247
5.8.2闭环系统等M圆、等θ圆及尼氏图248
5.8.3非单位反馈系统的闭环频率特性254
5.9系统动态特性和闭环频率特性的关系254
5.9.1谐振峰值Mp和超调量σ%之间的关系254
5.9.2谐振峰值Mp和调节时间ts的关系255
5.9.3频带宽BW和ζ之间的关系255
5.10用MATLAB绘制系统开环频率特性256
5.10.1用MATLAB绘制系统开环对数频率特性(伯德图)256
5.10.2用MATLAB绘制系统开环幅相频率特性(奈氏曲线)261
5.10.3稳定裕度求解263
小结265
思考题与习题266
第6章控制系统的校正及综合269
6.1控制系统校正的一般概念269
6.1.1基本校正方法269
6.1.2用频率法校正的特点271
6.2串联校正272
6.2.1串联超前(微分)校正273
6.2.2串联滞后(积分)校正278
6.2.3串联滞后

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