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自動控制原理 版權信息
- ISBN：9787030444622
- 條形碼：9787030444622 ; 978-7-03-044462-2
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
自動控制原理 內容簡介
本書面向應用型本科教學，從工程實際出發介紹自動控制的基本原理及應用方法。內容包括自動控制的基本概念、線性系統的數學模型、時域響應分析法、根軌跡分析法、頻域分析法、控制系統的設計與校正、非線性系統分析、采樣控制系統分析以及應用Matlab軟件分析和設計控制系統。本書也是一本學習引導式教材，以學生認知和學習的思路為順序編寫，主要知識點前后插入思考題，引導讀者在學習前思考和在學習后對知識進行引申，并配有大量習題，用于鞏固和加強學習效果。 本書適合作為應用型本科院校自動化、電氣工程及自動化、機電一體化等相關專業教學用書，也可供相關專業的研究生或從事自動化技術工作的技術人員參考。
自動控制原理 目錄
前言
章 自動控制的基本概念
1.1 自動控制理論的發展和應用
1.1.1 自動控制理論的發展歷程
1.1.2 自動控制應用實例
1.2 本課程的作用及特點
1.2.1 本課程的作用
1.2.2 本課程的特點
1.2.3 本課程知識的聯系性
1.3 系統的基本控制方式
1.3.1 開環控制及特點
1.3.2 閉環控制及特點
1.3.3 補償控制及特點
1.3.4 復合控制及特點
1.3.5 控制方式選擇
1.4 自控系統的組成和術語
1.4.1 自控系統組成
1.4.2 自控系統的名詞術語
1.5 控制系統的分類
1.5.1 按信號流向分類
1.5.2 按系統輸入信號分類
1.5.3 按系統元器件特性分類
1.5.4 按系統參數特征分類
1.5.5 按變量函數特征分類
1.5.6 按輸入輸出量分類
1.6 對控制系統性能的基本要求
小結
習題
第2章 線性系統的數學模型
2.1 線性系統的微分方程
2.1.1 微分方程的建立
2.1.2 微分方程的一般表達式
2.2 非線性微分方程的線性化
2.3 線性定常系統的傳遞函數
2.3.1 傳遞函數的定義
2.3.2 傳遞函數的特點
2.3.3 典型環節及其傳遞函數
2.4 控制系統的結構圖
2.4.1 結構圖的組成
2.4.2 結構圖的繪制
2.4.3 控制系統環節間的連接
2.4.4 結構圖的等效變換和化簡
2.5 用Matlab軟件建立數學模型
2.5.1 傳遞函數
2.5.2 控制系統的建立
小結
習題
第3章 時域響應分析法
3.1 自動控制系統的典型輸入信號
3.2 線性定常系統的時域響應
3.2.1 時域分析法
3.2.2 時域響應
3.2.3 時域響應的性能指標
3.3 線性定常系統的穩定性
3.3.1 穩定性概念
3.3.2 線性系統穩定的充要條件
3.3.3 勞斯判據
3.3.4 勞斯判據的應用
3.3.5 相對穩定性和穩定裕量
3.4 系統的穩態誤差
3.4.1 誤差
3.4.2 穩態誤差
3.4.3 穩態誤差ess的計算
3.4.4 改善系統穩態精度的途徑
3.5 一階系統的時域響應
3.5.1 數學模型
3.5.2 單位階躍響應
3.5.3 性能指標計算
3.5.4 單位脈沖響應
3.6 二階系統的時域響應
3.6.1 數學模型
3.6.2 單位階躍響應
3.6.3 系統性能指標
3.6.4 單位脈沖響應
3.6.5 改善二階系統性能的措施
3.7 高階系統的暫態響應
3.7.1 高階系統的傳遞函數
3.7.2 高階系統的降階
3.8 用Matlah進行時域響應分析
3.8.1 單位脈沖響應
3.8.2 單位階躍響應
3.8.3 單位斜坡響應
3.8.4 性能指標
3.8.5 系統穩定性分析
小結
習題
第4章 根軌跡分析法
4.1 根軌跡的基本概念
4.2 繪制典型根軌跡
4.2.1 根軌跡方程
4.2.2 根軌跡繪制的基本規則
4.2.3 根軌跡繪制
4.3 根軌跡分析系統的性能
4.3.1 根軌跡與穩定性
4.3.2 引入開環零、極點對根軌跡的影響
4.3.3 使用根軌跡法確定主導極點
4.4 用Matlab進行根軌跡分析和校正
4.4.1 使用Matlab繪制根軌跡圖
4.4.2 用Matlab進行根軌跡分析和校正
小結
習題
第5章 頻域分析法
5.1 頻率特性
5.1.1 頻率特性的定義
5.1.2 頻率特性的求取
5.1.3 頻域性能指標
5.2 開環對數頻率特性
5.2.1 對數坐標圖
5.2.2 典型環節的頻率特性
5.2.3 系統的開環對數頻率特性
5.2.4 相位系統與非相位系統
5.3 系統開環極坐標圖
5.3.1 極坐標圖
5.3.2 系統開環極坐標圖
5.4 奈氏穩定判據
5.4.1 奈氏曲線及映射
5.4.2 奈氏穩定判據一
5.4.3 奈氏穩定判據二
5.4.4 奈氏對數穩定判據
5.5 系統相對穩定性
5.5.1 增益裕量墨
5.5.2 相角裕量y
5.5.3 用幅相頻率特性分析系統的穩定性
5.6 用頻率特性分析系統品質
5.6.1 開環頻率特性與時域響應的關系
5.6.2 閉環頻域性能指標與時域性能指標的關系
5.7 用Matlab實現頻率特性分析
5.7.1 伯得圖繪制和分析
5.7.2 奈奎斯特圖繪制和分析
小結
習題
第6章 控制系統的設計與校正
6.1 概述
6.1.l系統各種性能指標的關系
6.1.2 系統校正
6.2 串聯超前校正
6.2.1 串聯超前校正裝置及其特性
6.2.2 系統的串聯超前校正
6.3 串聯滯后校正
6.3.1 串聯滯后校正裝置及特點
6.3.2 系統的串聯滯后校正
6.4 系統滯后一超前校正
6.4.1 串聯滯后一超前校正裝置
6.4.2 系統的串聯滯后一超前校正
6.5 按期望特性對系統校正
6.6 線性系統的基本控制（校正）規律
6.6.1 PID控制規律
6.6.2 PID控制器的實現與應用
6.7 反饋校正
6.7.1 比例反饋校正
6.7.2 微分反饋校正
6.7.3 反饋校正的設計
6.8 復合校正
6.8.1 反饋與前饋校正的復合控制
6.8.2 反饋與擾動補償的復合控制
6.9 基于Matlab和slmulink的線性控制系統設計
6.9.1 超前校正和滯后校正
6.9.2 用Simulink實現線性控制系統設計仿真
小結
習題
第7章 非線性系統分析
7.1 典型的非線性特性
7.2 相平面法
7.2.1 相平面的基本概念
7.2.2 相軌跡圖
7.2.3 相軌跡的繪制方法
7.3 線性系統的相軌跡
7.3.1 二階線性系統的相軌跡
7.3.2 奇點的穩定性
7.4 非線性系統的相平面分析
7.4.1 飽和特性的非線性系統分析
7.4.2 繼電器的非線性特性系統分析
7.4.3 極限環
7.5 描述函數法
7.5.1 描述函數定義
7.5.2 描述函數的計算
7.5.3 非線性系統的描述函數分析
7.6 用simulink實現非線性控制系統設計仿真
小結
習題
第8章 采樣控制系統分析
8.1 采樣控制系統
8.1.1 采樣控制系統的基本結構
8.1.2 采樣過程與采樣定理
8.2 采樣信號保持器
8.2.1 零階保持器
8.2.2 一階保持器
8.3 Z變換
8.3.1 Z變換定義
8.3.2 Z變換方法
8.3.3 Z變換性質
8.3.4 Z反變換
8.4 采樣控制系統的數學模型
8.4.1 線性常系數差分方程
8.4.2 脈沖傳遞函數
8.4.3 開環系統脈沖傳遞函數
8.4.4 閉環系統脈沖傳遞函數
8.5 采樣控制系統的穩定性分析
8.5.1 從s平面到z平面的映射
8.5.2 線性采樣控制系統的穩定條件
8.5.3 線性采樣控制系統的穩定判據
8.6 采樣控制系統的穩態誤差
8.7 采樣控制系統的瞬態響應與脈沖傳遞函數極點分布關系
8.8 采樣控制系統的校正
8.8.1 數字控制器的脈沖傳遞函數
8.8.2 拍控制系統的脈沖傳遞函數
8.8.3 拍控制系統的設計
8.9 基于Matlab的采樣控制系統仿真
8.9.1 脈沖傳遞函數在Matlab中的表示
8.9.2 連續系統模型與采樣系統模型的轉換
8.9.3 求采樣控制系統的時間響應
8.9.4 采樣控制系統的性能分析
小結
習題
附錄
附錄A 常用函數的拉普拉斯變換表
附錄B 常用函數的z變換表
附錄C 留數法求z變換
附錄D 留數法求z反變換
參考文獻
章 自動控制的基本概念
1.1 自動控制理論的發展和應用
1.1.1 自動控制理論的發展歷程
1.1.2 自動控制應用實例
1.2 本課程的作用及特點
1.2.1 本課程的作用
1.2.2 本課程的特點
1.2.3 本課程知識的聯系性
1.3 系統的基本控制方式
1.3.1 開環控制及特點
1.3.2 閉環控制及特點
1.3.3 補償控制及特點
1.3.4 復合控制及特點
1.3.5 控制方式選擇
1.4 自控系統的組成和術語
1.4.1 自控系統組成
1.4.2 自控系統的名詞術語
1.5 控制系統的分類
1.5.1 按信號流向分類
1.5.2 按系統輸入信號分類
1.5.3 按系統元器件特性分類
1.5.4 按系統參數特征分類
1.5.5 按變量函數特征分類
1.5.6 按輸入輸出量分類
1.6 對控制系統性能的基本要求
小結
習題
第2章 線性系統的數學模型
2.1 線性系統的微分方程
2.1.1 微分方程的建立
2.1.2 微分方程的一般表達式
2.2 非線性微分方程的線性化
2.3 線性定常系統的傳遞函數
2.3.1 傳遞函數的定義
2.3.2 傳遞函數的特點
2.3.3 典型環節及其傳遞函數
2.4 控制系統的結構圖
2.4.1 結構圖的組成
2.4.2 結構圖的繪制
2.4.3 控制系統環節間的連接
2.4.4 結構圖的等效變換和化簡
2.5 用Matlab軟件建立數學模型
2.5.1 傳遞函數
2.5.2 控制系統的建立
小結
習題
第3章 時域響應分析法
3.1 自動控制系統的典型輸入信號
3.2 線性定常系統的時域響應
3.2.1 時域分析法
3.2.2 時域響應
3.2.3 時域響應的性能指標
3.3 線性定常系統的穩定性
3.3.1 穩定性概念
3.3.2 線性系統穩定的充要條件
3.3.3 勞斯判據
3.3.4 勞斯判據的應用
3.3.5 相對穩定性和穩定裕量
3.4 系統的穩態誤差
3.4.1 誤差
3.4.2 穩態誤差
3.4.3 穩態誤差ess的計算
3.4.4 改善系統穩態精度的途徑
3.5 一階系統的時域響應
3.5.1 數學模型
3.5.2 單位階躍響應
3.5.3 性能指標計算
3.5.4 單位脈沖響應
3.6 二階系統的時域響應
3.6.1 數學模型
3.6.2 單位階躍響應
3.6.3 系統性能指標
3.6.4 單位脈沖響應
3.6.5 改善二階系統性能的措施
3.7 高階系統的暫態響應
3.7.1 高階系統的傳遞函數
3.7.2 高階系統的降階
3.8 用Matlah進行時域響應分析
3.8.1 單位脈沖響應
3.8.2 單位階躍響應
3.8.3 單位斜坡響應
3.8.4 性能指標
3.8.5 系統穩定性分析
小結
習題
第4章 根軌跡分析法
4.1 根軌跡的基本概念
4.2 繪制典型根軌跡
4.2.1 根軌跡方程
4.2.2 根軌跡繪制的基本規則
4.2.3 根軌跡繪制
4.3 根軌跡分析系統的性能
4.3.1 根軌跡與穩定性
4.3.2 引入開環零、極點對根軌跡的影響
4.3.3 使用根軌跡法確定主導極點
4.4 用Matlab進行根軌跡分析和校正
4.4.1 使用Matlab繪制根軌跡圖
4.4.2 用Matlab進行根軌跡分析和校正
小結
習題
第5章 頻域分析法
5.1 頻率特性
5.1.1 頻率特性的定義
5.1.2 頻率特性的求取
5.1.3 頻域性能指標
5.2 開環對數頻率特性
5.2.1 對數坐標圖
5.2.2 典型環節的頻率特性
5.2.3 系統的開環對數頻率特性
5.2.4 相位系統與非相位系統
5.3 系統開環極坐標圖
5.3.1 極坐標圖
5.3.2 系統開環極坐標圖
5.4 奈氏穩定判據
5.4.1 奈氏曲線及映射
5.4.2 奈氏穩定判據一
5.4.3 奈氏穩定判據二
5.4.4 奈氏對數穩定判據
5.5 系統相對穩定性
5.5.1 增益裕量墨
5.5.2 相角裕量y
5.5.3 用幅相頻率特性分析系統的穩定性
5.6 用頻率特性分析系統品質
5.6.1 開環頻率特性與時域響應的關系
5.6.2 閉環頻域性能指標與時域性能指標的關系
5.7 用Matlab實現頻率特性分析
5.7.1 伯得圖繪制和分析
5.7.2 奈奎斯特圖繪制和分析
小結
習題
第6章 控制系統的設計與校正
6.1 概述
6.1.l系統各種性能指標的關系
6.1.2 系統校正
6.2 串聯超前校正
6.2.1 串聯超前校正裝置及其特性
6.2.2 系統的串聯超前校正
6.3 串聯滯后校正
6.3.1 串聯滯后校正裝置及特點
6.3.2 系統的串聯滯后校正
6.4 系統滯后一超前校正
6.4.1 串聯滯后一超前校正裝置
6.4.2 系統的串聯滯后一超前校正
6.5 按期望特性對系統校正
6.6 線性系統的基本控制（校正）規律
6.6.1 PID控制規律
6.6.2 PID控制器的實現與應用
6.7 反饋校正
6.7.1 比例反饋校正
6.7.2 微分反饋校正
6.7.3 反饋校正的設計
6.8 復合校正
6.8.1 反饋與前饋校正的復合控制
6.8.2 反饋與擾動補償的復合控制
6.9 基于Matlab和slmulink的線性控制系統設計
6.9.1 超前校正和滯后校正
6.9.2 用Simulink實現線性控制系統設計仿真
小結
習題
第7章 非線性系統分析
7.1 典型的非線性特性
7.2 相平面法
7.2.1 相平面的基本概念
7.2.2 相軌跡圖
7.2.3 相軌跡的繪制方法
7.3 線性系統的相軌跡
7.3.1 二階線性系統的相軌跡
7.3.2 奇點的穩定性
7.4 非線性系統的相平面分析
7.4.1 飽和特性的非線性系統分析
7.4.2 繼電器的非線性特性系統分析
7.4.3 極限環
7.5 描述函數法
7.5.1 描述函數定義
7.5.2 描述函數的計算
7.5.3 非線性系統的描述函數分析
7.6 用simulink實現非線性控制系統設計仿真
小結
習題
第8章 采樣控制系統分析
8.1 采樣控制系統
8.1.1 采樣控制系統的基本結構
8.1.2 采樣過程與采樣定理
8.2 采樣信號保持器
8.2.1 零階保持器
8.2.2 一階保持器
8.3 Z變換
8.3.1 Z變換定義
8.3.2 Z變換方法
8.3.3 Z變換性質
8.3.4 Z反變換
8.4 采樣控制系統的數學模型
8.4.1 線性常系數差分方程
8.4.2 脈沖傳遞函數
8.4.3 開環系統脈沖傳遞函數
8.4.4 閉環系統脈沖傳遞函數
8.5 采樣控制系統的穩定性分析
8.5.1 從s平面到z平面的映射
8.5.2 線性采樣控制系統的穩定條件
8.5.3 線性采樣控制系統的穩定判據
8.6 采樣控制系統的穩態誤差
8.7 采樣控制系統的瞬態響應與脈沖傳遞函數極點分布關系
8.8 采樣控制系統的校正
8.8.1 數字控制器的脈沖傳遞函數
8.8.2 拍控制系統的脈沖傳遞函數
8.8.3 拍控制系統的設計
8.9 基于Matlab的采樣控制系統仿真
8.9.1 脈沖傳遞函數在Matlab中的表示
8.9.2 連續系統模型與采樣系統模型的轉換
8.9.3 求采樣控制系統的時間響應
8.9.4 采樣控制系統的性能分析
小結
習題
附錄
附錄A 常用函數的拉普拉斯變換表
附錄B 常用函數的z變換表
附錄C 留數法求z變換
附錄D 留數法求z反變換
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