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控制系統原理與工程基礎 版權信息
- ISBN：9787302646648
- 條形碼：9787302646648 ; 978-7-302-64664-8
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
控制系統原理與工程基礎 本書特色
本教材的內容包括：自動控制系統的結構、微分方程與拉普拉斯變換、系統的瞬態響應、閉環系統的穩態誤差、閉環系統的穩定性條件、奈奎斯特穩定性判據、系統的頻率響應特性、系統時域與頻域特性的關系、較優的系統模型、控制器的設計與實驗調整方法、根軌跡法、控制系統實例、直流電機的控制、數字控制基礎及模擬化設計方法。
本教材具有如下特點：
(1) 參考認識和解決控制問題的過程，思路一貫，逐步深入，讓學生隨時明白自己正在學習的內容是為了解決什么問題，而非按照理論分塊。
(2) 注重結合實際控制系統，對同一個問題從時域、頻域等多角度加以分析，以闡述清楚控制原理。
(3) 注重闡釋系統開環、閉環、時域、頻域特征之間的關系。
讀者對象：工科專業本科生、相關專業的技術人員
控制系統原理與工程基礎 內容簡介
本教材的內容包括：自動控制系統的結構、微分方程與拉普拉斯變換、系統的瞬態響應、閉環系統的穩態誤差、閉環系統的穩定性條件、奈奎斯特穩定性判據、系統的頻率響應特性、系統時域與頻域特性的關系、較優的系統模型、控制器的設計與實驗調整方法、根軌跡法、控制系統實例、直流電機的控制、數字控制基礎及模擬化設計方法。 本教材具有如下特點： (1) 參考認識和解決控制問題的過程，思路一貫，逐步深入，讓學生隨時明白自己正在學習的內容是為了解決什么問題，而非按照理論分塊。 (2) 注重結合實際控制系統，對同一個問題從時域、頻域等多角度加以分析，以闡述清楚控制原理。 (3) 注重闡釋系統開環、閉環、時域、頻域特征之間的關系。 讀者對象：工科專業本科生、相關專業的技術人員
控制系統原理與工程基礎 目錄
第1章緒論
1.1自動控制系統
1.2開環控制與閉環控制
1.3閉環控制系統的實現形式
1.4系統的干擾和輸入 第2章控制環節的數學描述
2.1一些物理環節的數學描述
2.2線性環節的數學模型的一般形式
習題 第3章拉普拉斯變換與傳遞函數
3.1線性微分方程
3.1.1線性齊次微分方程的一般理論
3.1.2常系數線性齊次微分方程的解
3.1.3高階線性非齊次微分方程的解
3.2拉普拉斯變換
3.2.1拉普拉斯變換的定義
3.2.2常用函數及其拉普拉斯變換
3.2.3拉普拉斯變換的性質
3.2.4拉普拉斯逆變換
3.2.5用拉普拉斯變換法解微分方程
3.3傳遞函數
3.3.1傳遞函數的定義
3.3.2傳遞函數實例
3.3.3相關名詞
習題 第4章系統的瞬態響應特性
4.1一階系統的瞬態響應
4.2二階系統的瞬態響應
4.3高階系統的瞬態響應
4.4瞬態響應的性能指標
習題 第5章控制系統的框圖和傳遞函數
5.1控制系統的框圖
5.2框圖的簡化和等效變換
5.3梅森公式
5.4疊加原理和閉環控制系統的傳遞函數
習題 第6章反饋控制系統的工作機制和穩態誤差
6.1反饋控制系統的工作機制
6.1.1溫度控制箱的自動控制框圖
6.1.2嘗試設計控制器
6.1.3能實現零穩態誤差的控制器
6.2反饋控制系統的穩態誤差
6.2.1控制系統理想的輸入-輸出關系
6.2.2穩態偏差和穩態誤差
6.2.3相應于輸入信號的穩態偏差
6.2.4干擾引起的穩態偏差
6.2.5內模原理
習題 第7章系統的穩定性與勞斯-赫爾維茨判據
7.1閉環系統的穩定性問題
7.2系統穩定性的實質
7.3勞斯赫爾維茨判據
習題 第8章奈奎斯特穩定性判據
8.1映射定理
8.2奈奎斯特判據
8.3奈奎斯特圖的作圖及判據應用
習題 第9章系統的頻率響應特性
9.1頻率響應特性
9.2伯德圖
9.3*小相位系統
9.4系統開環頻率特性的關鍵參數
9.5開環與閉環頻率響應特性的關系
9.6系統閉環頻率響應的特征參數
習題 第10章閉環時域特性與開環頻域特性的關系
10.1系統時域與頻域特性的定性分析
10.2系統時域與頻域參數的定量關系
10.2.1一個典型系統
10.2.2諧振峰值與相位裕量的關系
10.2.3*大超調量與相位裕量的關系
10.2.4建立時間與相位裕量及增益交越頻率的關系
10.2.5閉環截止角頻率與開環增益交越角頻率的關系
10.3理想的系統開環頻率特性 第11章較優的系統模型
11.1綜合誤差指標
11.2較優的Ⅰ型系統
11.3較優的Ⅱ型系統
11.4基于期望頻率特性的控制器設計方法
習題 第12章控制器
12.1控制器的類型與原理
12.1.1比例控制器
12.1.2積分控制器
12.1.3比例-積分控制器
12.1.4相位滯后校正器
12.1.5比例-微分控制器
12.1.6相位超前校正器
12.1.7比例-積分-微分控制器
12.2控制器參數的設定方法
12.2.1比例控制器
12.2.2PI控制器
12.2.3PD和相位超前校正器
12.2.4PID控制參數的設定
12.2.5PID控制參數的實驗調整方法
12.3控制器的實現
習題 第13章根軌跡法
13.1根軌跡
13.2根軌跡規則
13.3控制器零極點的配置方法
13.4參數根軌跡方法
習題 第14章控制系統的其他構型
14.1二自由度控制結構
14.2輸入的前饋控制
14.3干擾的前饋補償
14.3.1干擾-偏差的頻率響應
14.3.2干擾-偏差瞬態響應
14.3.3干擾前饋補償結構
習題 第15章幾個控制系統實例
15.1自動增益控制
15.2運算放大電路
15.3鎖相環
15.4自激振蕩系統
15.5倒立擺
15.6永磁直流電動機伺服系統
15.6.1永磁直流電動機的傳遞函數
15.6.2電流環
15.6.3速度環
15.6.4位置環
習題 第16章數字控制系統概述
16.1數字控制系統的結構
16.2采樣
16.3零階保持器
16.4數字控制系統中的信號及信號的延遲 第17章z變換
17.1差分方程
17.2z變換
17.2.1定義
17.2.2幾種離散時間序列的z變換
17.2.3z變換的性質和定理
17.3離散傳遞函數
17.4s平面與z平面的映射關系
17.5z平面極點位置與瞬態響應特性的關系
習題 第18章數字控制器的連續-離散設計方法
18.1前向、后向差分法
18.2雙線性變換法
18.3零極點匹配法
18.4各方法的映射偏差
18.5雙線性變換法的頻率特性校正
習題 附錄 拉普拉斯變換表和z變換表
參考文獻
1.1自動控制系統
1.2開環控制與閉環控制
1.3閉環控制系統的實現形式
1.4系統的干擾和輸入 第2章控制環節的數學描述
2.1一些物理環節的數學描述
2.2線性環節的數學模型的一般形式
習題 第3章拉普拉斯變換與傳遞函數
3.1線性微分方程
3.1.1線性齊次微分方程的一般理論
3.1.2常系數線性齊次微分方程的解
3.1.3高階線性非齊次微分方程的解
3.2拉普拉斯變換
3.2.1拉普拉斯變換的定義
3.2.2常用函數及其拉普拉斯變換
3.2.3拉普拉斯變換的性質
3.2.4拉普拉斯逆變換
3.2.5用拉普拉斯變換法解微分方程
3.3傳遞函數
3.3.1傳遞函數的定義
3.3.2傳遞函數實例
3.3.3相關名詞
習題 第4章系統的瞬態響應特性
4.1一階系統的瞬態響應
4.2二階系統的瞬態響應
4.3高階系統的瞬態響應
4.4瞬態響應的性能指標
習題 第5章控制系統的框圖和傳遞函數
5.1控制系統的框圖
5.2框圖的簡化和等效變換
5.3梅森公式
5.4疊加原理和閉環控制系統的傳遞函數
習題 第6章反饋控制系統的工作機制和穩態誤差
6.1反饋控制系統的工作機制
6.1.1溫度控制箱的自動控制框圖
6.1.2嘗試設計控制器
6.1.3能實現零穩態誤差的控制器
6.2反饋控制系統的穩態誤差
6.2.1控制系統理想的輸入-輸出關系
6.2.2穩態偏差和穩態誤差
6.2.3相應于輸入信號的穩態偏差
6.2.4干擾引起的穩態偏差
6.2.5內模原理
習題 第7章系統的穩定性與勞斯-赫爾維茨判據
7.1閉環系統的穩定性問題
7.2系統穩定性的實質
7.3勞斯赫爾維茨判據
習題 第8章奈奎斯特穩定性判據
8.1映射定理
8.2奈奎斯特判據
8.3奈奎斯特圖的作圖及判據應用
習題 第9章系統的頻率響應特性
9.1頻率響應特性
9.2伯德圖
9.3*小相位系統
9.4系統開環頻率特性的關鍵參數
9.5開環與閉環頻率響應特性的關系
9.6系統閉環頻率響應的特征參數
習題 第10章閉環時域特性與開環頻域特性的關系
10.1系統時域與頻域特性的定性分析
10.2系統時域與頻域參數的定量關系
10.2.1一個典型系統
10.2.2諧振峰值與相位裕量的關系
10.2.3*大超調量與相位裕量的關系
10.2.4建立時間與相位裕量及增益交越頻率的關系
10.2.5閉環截止角頻率與開環增益交越角頻率的關系
10.3理想的系統開環頻率特性 第11章較優的系統模型
11.1綜合誤差指標
11.2較優的Ⅰ型系統
11.3較優的Ⅱ型系統
11.4基于期望頻率特性的控制器設計方法
習題 第12章控制器
12.1控制器的類型與原理
12.1.1比例控制器
12.1.2積分控制器
12.1.3比例-積分控制器
12.1.4相位滯后校正器
12.1.5比例-微分控制器
12.1.6相位超前校正器
12.1.7比例-積分-微分控制器
12.2控制器參數的設定方法
12.2.1比例控制器
12.2.2PI控制器
12.2.3PD和相位超前校正器
12.2.4PID控制參數的設定
12.2.5PID控制參數的實驗調整方法
12.3控制器的實現
習題 第13章根軌跡法
13.1根軌跡
13.2根軌跡規則
13.3控制器零極點的配置方法
13.4參數根軌跡方法
習題 第14章控制系統的其他構型
14.1二自由度控制結構
14.2輸入的前饋控制
14.3干擾的前饋補償
14.3.1干擾-偏差的頻率響應
14.3.2干擾-偏差瞬態響應
14.3.3干擾前饋補償結構
習題 第15章幾個控制系統實例
15.1自動增益控制
15.2運算放大電路
15.3鎖相環
15.4自激振蕩系統
15.5倒立擺
15.6永磁直流電動機伺服系統
15.6.1永磁直流電動機的傳遞函數
15.6.2電流環
15.6.3速度環
15.6.4位置環
習題 第16章數字控制系統概述
16.1數字控制系統的結構
16.2采樣
16.3零階保持器
16.4數字控制系統中的信號及信號的延遲 第17章z變換
17.1差分方程
17.2z變換
17.2.1定義
17.2.2幾種離散時間序列的z變換
17.2.3z變換的性質和定理
17.3離散傳遞函數
17.4s平面與z平面的映射關系
17.5z平面極點位置與瞬態響應特性的關系
習題 第18章數字控制器的連續-離散設計方法
18.1前向、后向差分法
18.2雙線性變換法
18.3零極點匹配法
18.4各方法的映射偏差
18.5雙線性變換法的頻率特性校正
習題 附錄 拉普拉斯變換表和z變換表
參考文獻
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控制系統原理與工程基礎 作者簡介
陳志勇，男，1973-，2001年獲工學博士學位于清華大學精密儀器系，現為清華大學精密儀器系副研究員。為國家精品課“控制工程基礎”課組主講教師，課組所開設的“控制工程基礎”慕課課程于2017年獲評首屆 “國家精品在線開放課程”。2020年課組開設的“控制工程基礎”課程獲評首屆國家一流本科線下課程。參與教材撰寫2部，其中“控制工程基礎”第4版于2021年獲全國教材建設二等獎。學科方向為儀器科學與技術，發表論文30余篇。
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