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信號、系統與控制 版權信息
- ISBN：9787111675563
- 條形碼：9787111675563 ; 978-7-111-67556-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
信號、系統與控制 內容簡介
根據教育部高等學校自動化類專業教學指導委員會關于“擬通過精簡內容大幅度減少專業基礎課課時”的教改部署，考慮信號與系統（包括控制系統）的有機聯系和緊密相關性，以及“信號分析與處理”（或“信號與系統”）、“自動控制原理”和“現代控制理論”具有共同的數學基礎，將上述三門課程的內容通過梳理整合，編寫成為本書。本書主要內容包括數學基礎、信號、系統、控制四部分。數學基礎部分介紹時域、頻域、復頻域三個討論域相互變換的數學問題，信號和系統以及它們的聯系在信號、系統部分按時域、頻域、復頻域分別討論，控制系統的特定分析方法及綜合方法單獨在控制部分介紹。 本書有別于傳統同類教材，具有體系新穎、理論聯系實際和較強的實用性等特點，本書可作為普通高校自動化類、電氣類等專業的教材，也可作為相關技術人員的學習參考資料。 本書配有電子課件，歡迎選用本書作教材的教師登錄www.cmpedu.com注冊下載，或發郵件至jinacmp@163.com索取。
信號、系統與控制 目錄
前言
**章緒論1
**節信號1
一、信號的概念1
二、信號的分類3
第二節系統5
一、系統的描述5
二、系統的性質6
第三節控制系統10
一、自動控制的基本原理10
二、自動控制的基本形式11
三、自動控制系統的基本組成12
四、自動控制系統的基本性能要求13
五、自動控制系統所要研究的問題14
本章要點15
習題15
第二章數學基礎17
**節傅里葉變換17
一、連續傅里葉變換(CFT)17
二、離散時間傅里葉變換(DTFT)31
三、離散傅里葉變換(DFT)36
四、快速傅里葉變換(FFT)41
第二節拉普拉斯變換48
一、從傅里葉變換到拉普拉斯變換48
二、拉普拉斯變換的收斂域49
三、拉普拉斯變換的性質51
四、單邊拉普拉斯變換53
第三節Z變換54
一、從離散時間傅里葉變換(DTFT)到Z變換54
二、Z變換的收斂域55
三、Z變換的性質57
四、單邊Z變換61
第四節幾個數學變換之間的關系63
一、拉普拉斯變換與傅里葉變換的關系64
二、Z變換與傅里葉變換的關系65
三、Z變換與拉普拉斯變換的關系67
第五節應用MATLAB的積分變換67
一、傅里葉變換67
二、拉普拉斯變換及其反變換69
本章要點72
習題72
第三章信號的時域描述與分析77
**節連續信號的時域描述和計算77
一、連續信號的描述77
二、典型連續信號78
三、連續信號的時域運算82
四、連續信號的時域分解87
第二節離散信號的時域描述和計算91
一、連續信號的采樣和恢復91
二、離散信號的描述94
三、離散信號的時域運算97
第三節信號的相關分析103
一、連續信號的相關分析103
二、兩序列相關運算107
第四節應用MATLAB進行信號的時域描述和分析107
本章要點113
習題113
第四章信號的頻域描述與分析116
**節連續時間信號的頻域描述與分析116
一、周期信號的頻譜分析116
二、非周期信號的頻譜分析123
第二節離散信號的頻域分析129
一、周期信號的頻域分析129
二、非周期信號的頻域分析134
三、4種信號頻譜分析小結136
四、應用DFT和FFT的頻譜分析138
第三節應用MATLAB的信號頻域分析142
本章要點147
習題148
第五章系統的時域分析151
**節線性系統的時域描述和分析151
一、線性系統的時域響應151
二、線性連續系統的響應152
三、線性離散系統的響應155
第二節線性系統狀態空間描述和分析157
一、線性系統狀態空間描述158
二、線性系統狀態空間分析165
三、線性系統的結構特性分析170
第三節雙轉子直升機系統188
一、雙轉子直升機系統的模型188
二、時域分析191
第四節應用MATLAB的積分變換192
本章要點194
習題195
第六章系統的頻域描述與分析202
**節系統的頻率特性202
一、頻率特性的基本概念202
二、系統的頻率響應203
三、利用系統頻率特性求系統響應204
第二節系統頻率特性的幾何表示法208
一、幅相頻率特性曲線208
二、伯德圖211
第三節應用MATLAB的系統頻域分析217
一、連續系統的頻率特性217
二、離散系統的頻率特性219
本章要點221
習題221
第七章系統的復頻域描述與分析222
**節系統傳遞函數222
一、連續系統的傳遞函數222
二、離散系統的脈沖傳遞函數224
三、傳遞函數矩陣225
第二節復頻域分析228
一、連續系統復頻域分析228
二、離散系統復頻域分析236
第三節實例:雙轉子直升機系統的傳遞函數241
第四節應用MATLAB的系統復頻域分析242
一、連續系統242
二、離散系統246
本章要點249
習題249
第八章濾波器251
**節濾波器概述251
一、濾波及濾波器的基本原理251
二、濾波器的分類252
三、濾波器的技術要求253
第二節模擬濾波器255
一、概述255
二、巴特沃思(Butterworth)低通濾波器256
三、切比雪夫(Chebyshev)低通濾波器259
四、頻率變換264
五、無源濾波器267
第三節數字濾波器的設計268
一、概述268
二、無限沖激響應(IIR)數字濾波器的設計方法269
三、有限沖激響應(FIR)數字濾波器275
第四節應用MATLAB的濾波器設計280
一、模擬濾波器設計280
二、數字濾波器設計284
本章要點291
習題291
第九章控制系統的穩定性分析293
**節控制系統的穩定性293
一、穩定性的基本概念293
二、外部穩定性及其充要條件293
三、內部穩定性(李雅普諾夫穩定性)294
第二節外部穩定性分析296
一、代數判據296
二、頻域判據300
三、相對穩定性分析306
四、離散系統的穩定性307
第三節李雅普諾夫穩定性分析311
一、李雅普諾夫**法311
二、李雅普諾夫第二法312
三、線性定常系統漸近穩定的判別315
第四節實例:雙轉子直升機系統穩定性分析318
一、代數判據分析318
二、奈奎斯特穩定性判據分析319
三、李雅普諾夫方法分析320
第五節應用MATLAB的控制系統穩定性分析321
本章要點323
習題324
第十章控制系統的穩態性能分析328
**節控制系統誤差328
一、線性定常連續系統的穩態誤差328
二、線性定常離散系統的穩態誤差332
第二節連續系統的誤差分析332
一、連續系統的型別332
二、連續系統靜態誤差系數法333
第三節離散系統的誤差分析337
一、離散系統的型別337
二、離散系統靜態誤差系數法338
第四節實例:雙轉子直升機系統的穩態性能分析340
一、按誤差定義分析341
二、靜態誤差系數法分析341
三、擾動作用下的雙轉子直升機系統穩態性能分析342
第五節應用MATLAB的控制系統誤差分析343
本章要點346
習題346
第十一章控制系統的動態性能分析349
**節根軌跡法分析349
一、根軌跡基本原理350
二、根軌跡繪制規則352
三、利用根軌跡分析系統性能362
第二節頻率法分析369
一、閉環系統的頻域性能指標369
二、閉環系統頻域與時域指標轉換370
三、利用開環頻率特性分析系統性能374
第三節實例:雙轉子直升機控制系統的動態性能分析380
一、根軌跡法分析381
二、頻率法分析382
第四節應用MATLAB的控制系統動態性能分析383
本章要點386
習題387
第十二章控制系統的綜合391
**節控制系統的設計和校正問題391
一、校正的概念391
二、校正的基本方式391
第二節串聯校正392
一、頻率法串聯校正392
二、根軌跡法串聯校正400
第三節PID控制408
一、PID控制概述408
二、PID控制器參數設計411
第四節控制系統的數字校正415
一、數字化模擬控制器415
二、*少拍控制系統419
第五節實例:雙轉子直升機控制系統校正428
一、頻率法串聯校正429
二、根軌跡法串聯校正430
第六節應用MATLAB的控制系統綜合433
本章要點439
習題439
第十三章狀態空間法綜合441
**節狀態反饋控制系統441
一、狀態反饋控制系統構成441
二、狀態反饋控制系統實現極點任意配置的條件442
三、單輸入系統極點配置算法443
四、輸出反饋控制系統的局限性445
第二節狀態觀測器447
一、狀態觀測器447
二、引入觀測器的狀態反饋控制系統455
第三節實例:雙轉子直升機控制系統狀態反饋控制457
一、狀態反饋控制457
二、具有狀態觀測器的狀態反饋控制458
第四節應用MATLAB的狀態空間法綜合459
本章要點465
習題465
參考文獻469
**章緒論1
**節信號1
一、信號的概念1
二、信號的分類3
第二節系統5
一、系統的描述5
二、系統的性質6
第三節控制系統10
一、自動控制的基本原理10
二、自動控制的基本形式11
三、自動控制系統的基本組成12
四、自動控制系統的基本性能要求13
五、自動控制系統所要研究的問題14
本章要點15
習題15
第二章數學基礎17
**節傅里葉變換17
一、連續傅里葉變換(CFT)17
二、離散時間傅里葉變換(DTFT)31
三、離散傅里葉變換(DFT)36
四、快速傅里葉變換(FFT)41
第二節拉普拉斯變換48
一、從傅里葉變換到拉普拉斯變換48
二、拉普拉斯變換的收斂域49
三、拉普拉斯變換的性質51
四、單邊拉普拉斯變換53
第三節Z變換54
一、從離散時間傅里葉變換(DTFT)到Z變換54
二、Z變換的收斂域55
三、Z變換的性質57
四、單邊Z變換61
第四節幾個數學變換之間的關系63
一、拉普拉斯變換與傅里葉變換的關系64
二、Z變換與傅里葉變換的關系65
三、Z變換與拉普拉斯變換的關系67
第五節應用MATLAB的積分變換67
一、傅里葉變換67
二、拉普拉斯變換及其反變換69
本章要點72
習題72
第三章信號的時域描述與分析77
**節連續信號的時域描述和計算77
一、連續信號的描述77
二、典型連續信號78
三、連續信號的時域運算82
四、連續信號的時域分解87
第二節離散信號的時域描述和計算91
一、連續信號的采樣和恢復91
二、離散信號的描述94
三、離散信號的時域運算97
第三節信號的相關分析103
一、連續信號的相關分析103
二、兩序列相關運算107
第四節應用MATLAB進行信號的時域描述和分析107
本章要點113
習題113
第四章信號的頻域描述與分析116
**節連續時間信號的頻域描述與分析116
一、周期信號的頻譜分析116
二、非周期信號的頻譜分析123
第二節離散信號的頻域分析129
一、周期信號的頻域分析129
二、非周期信號的頻域分析134
三、4種信號頻譜分析小結136
四、應用DFT和FFT的頻譜分析138
第三節應用MATLAB的信號頻域分析142
本章要點147
習題148
第五章系統的時域分析151
**節線性系統的時域描述和分析151
一、線性系統的時域響應151
二、線性連續系統的響應152
三、線性離散系統的響應155
第二節線性系統狀態空間描述和分析157
一、線性系統狀態空間描述158
二、線性系統狀態空間分析165
三、線性系統的結構特性分析170
第三節雙轉子直升機系統188
一、雙轉子直升機系統的模型188
二、時域分析191
第四節應用MATLAB的積分變換192
本章要點194
習題195
第六章系統的頻域描述與分析202
**節系統的頻率特性202
一、頻率特性的基本概念202
二、系統的頻率響應203
三、利用系統頻率特性求系統響應204
第二節系統頻率特性的幾何表示法208
一、幅相頻率特性曲線208
二、伯德圖211
第三節應用MATLAB的系統頻域分析217
一、連續系統的頻率特性217
二、離散系統的頻率特性219
本章要點221
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第七章系統的復頻域描述與分析222
**節系統傳遞函數222
一、連續系統的傳遞函數222
二、離散系統的脈沖傳遞函數224
三、傳遞函數矩陣225
第二節復頻域分析228
一、連續系統復頻域分析228
二、離散系統復頻域分析236
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一、濾波及濾波器的基本原理251
二、濾波器的分類252
三、濾波器的技術要求253
第二節模擬濾波器255
一、概述255
二、巴特沃思(Butterworth)低通濾波器256
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**節控制系統的穩定性293
一、穩定性的基本概念293
二、外部穩定性及其充要條件293
三、內部穩定性(李雅普諾夫穩定性)294
第二節外部穩定性分析296
一、代數判據296
二、頻域判據300
三、相對穩定性分析306
四、離散系統的穩定性307
第三節李雅普諾夫穩定性分析311
一、李雅普諾夫**法311
二、李雅普諾夫第二法312
三、線性定常系統漸近穩定的判別315
第四節實例:雙轉子直升機系統穩定性分析318
一、代數判據分析318
二、奈奎斯特穩定性判據分析319
三、李雅普諾夫方法分析320
第五節應用MATLAB的控制系統穩定性分析321
本章要點323
習題324
第十章控制系統的穩態性能分析328
**節控制系統誤差328
一、線性定常連續系統的穩態誤差328
二、線性定常離散系統的穩態誤差332
第二節連續系統的誤差分析332
一、連續系統的型別332
二、連續系統靜態誤差系數法333
第三節離散系統的誤差分析337
一、離散系統的型別337
二、離散系統靜態誤差系數法338
第四節實例:雙轉子直升機系統的穩態性能分析340
一、按誤差定義分析341
二、靜態誤差系數法分析341
三、擾動作用下的雙轉子直升機系統穩態性能分析342
第五節應用MATLAB的控制系統誤差分析343
本章要點346
習題346
第十一章控制系統的動態性能分析349
**節根軌跡法分析349
一、根軌跡基本原理350
二、根軌跡繪制規則352
三、利用根軌跡分析系統性能362
第二節頻率法分析369
一、閉環系統的頻域性能指標369
二、閉環系統頻域與時域指標轉換370
三、利用開環頻率特性分析系統性能374
第三節實例:雙轉子直升機控制系統的動態性能分析380
一、根軌跡法分析381
二、頻率法分析382
第四節應用MATLAB的控制系統動態性能分析383
本章要點386
習題387
第十二章控制系統的綜合391
**節控制系統的設計和校正問題391
一、校正的概念391
二、校正的基本方式391
第二節串聯校正392
一、頻率法串聯校正392
二、根軌跡法串聯校正400
第三節PID控制408
一、PID控制概述408
二、PID控制器參數設計411
第四節控制系統的數字校正415
一、數字化模擬控制器415
二、*少拍控制系統419
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一、頻率法串聯校正429
二、根軌跡法串聯校正430
第六節應用MATLAB的控制系統綜合433
本章要點439
習題439
第十三章狀態空間法綜合441
**節狀態反饋控制系統441
一、狀態反饋控制系統構成441
二、狀態反饋控制系統實現極點任意配置的條件442
三、單輸入系統極點配置算法443
四、輸出反饋控制系統的局限性445
第二節狀態觀測器447
一、狀態觀測器447
二、引入觀測器的狀態反饋控制系統455
第三節實例:雙轉子直升機控制系統狀態反饋控制457
一、狀態反饋控制457
二、具有狀態觀測器的狀態反饋控制458
第四節應用MATLAB的狀態空間法綜合459
本章要點465
習題465
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