自動控制原理(上)（簡體書）

本教材詳細介紹了自動控制的基本理論和分析方法，分上、下冊，本書是上冊，共有7章，第1章深入淺出地講述了自動控制系統的一般概念；第2章介紹了控制系統的數學模型；第3～5章介紹了控制系統的3種分析方法：時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法；第6章介紹了控制系統的校正；第7章通過幾個控制系統的應用示例，生動形象地闡述了控制系統原理，以進一步加深讀者對控制系統的理解和認識。同時，為方便理解和夯實相關知識，每章均配備有例題和習題。

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前言
第一篇控制基礎篇
第1章自動控制系統的一般概念
11引言
12自動控制系統
121人工控制與自動控制
122自動控制系統的表示方法
13自動控制系統的基本結構
131開環控制系統
132閉環控制系統
133自動控制系統的基本組成
14控制系統的基本要求
141穩定性
142快速性和平穩性
143準確性
15自動控制系統的分類
151按信號傳遞的形式分類
152按是否滿足疊加原理分類
153按給定值形式分類
16自動控制理論發展簡史
小結
習題
第2章控制系統的數學模型
21引言
22系統微分方程的建立
221線性系統的微分方程
222非線性微分方程的線性化
23線性系統的傳遞函數
231傳遞函數
232傳遞函數的性質
233傳遞函數的求法
234典型環節的傳遞函數
24控制系統的動態結構圖與
信號流圖
241動態結構圖的概念
242動態結構圖的繪製
243動態結構圖的等效變換
244信號流圖及梅遜增益公式
25閉環控制系統的傳遞函數
251閉環控制系統的開環傳遞
函數
252給定輸入信號作用下系統的閉環
傳遞函數
253干擾信號作用下系統的閉環傳遞
函數
254閉環控制系統的誤差傳遞
函數
255多輸入多輸出系統的傳遞函數
矩陣
26MATLAB中數學模型的表示
261數學模型的MATLAB表示及其
轉換
262應用MATLAB指令簡化動態
結構圖
小結
習題
第二篇系統分析篇
第3章控制系統的時域分析
31引言
311典型輸入信號
312控制系統時域響應的性能
指標
32控制系統的動態性能分析
321一階系統的時域分析
322二階系統的時域分析
323高階系統的時域分析
33控制系統的穩定性分析
331穩定的基本概念
332線性系統穩定的充分必要
條件
333穩定判據
334系統參數對穩定性的影響
335系統的相對穩定性以及穩定
裕度
336結構不穩定系統及其改善
措施
34控制系統的穩態誤差
341誤差與穩態誤差的定義及其
計算
342給定輸入作用下的穩態誤差及
計算
343擾動作用下的穩態誤差與系統
結構參數的關係
344改善系統穩態精度的途徑
35借助MATLAB軟件進行系統時域
分析
小結
習題
第4章控制系統的根軌跡分析
41引言
411根軌跡
412根軌跡與系統性能
42根軌跡法的基本概念
421根軌跡方程
422系統閉環零點、極點和開環零點、
極點的關係
423相角條件和幅值條件
43根軌跡的繪製
431繪製根軌跡圖的基本法則
432繪製根軌跡圖舉例
44廣義根軌跡的繪製
441參數根軌跡圖的繪製
442零度根軌跡圖的繪製
45利用根軌跡圖分析控制系統
性能
451閉環系統極點、零點的位置與
系統性能的關係
452由根軌跡圖確定條件穩定系統
的參數取值範圍
453增加開環零、極點對根軌跡的
影響
46借助MATLAB軟件進行控制
系統的根軌跡分析
461用MATLAB繪製根軌跡圖
462用MATLAB對系統根軌跡進行
分析舉例
小結
習題
第5章控制系統的頻域分析法
51引言
511頻率特性的基本概念
512頻率特性的圖示方法
52幅相頻率特性
521幅相頻率特性曲線
522典型環節的幅相特性曲線
523系統開環幅相特性曲線的
繪製
53對數頻率特性
531對數頻率特性曲線
532典型環節的伯德圖
533系統開環伯德圖的繪製
534最小相位系統與非最小相位
系統
535由頻率特性曲線確定開環傳遞
函數
54頻域穩定判據
541奈奎斯特穩定判據的數學
基礎
542奈奎斯特穩定判據
543對數意義上的奈奎斯特穩定
判據
55穩定裕度
56控制系統的頻域分析
561利用開環頻率特性分析系統
性能
562利用閉環頻率特性分析系統
性能
57借助MATLAB軟件進行系統
頻域分析
小結
習題
第三篇系統設計篇
第6章控制系統的校正
61引言
611系統校正的概念
612系統校正基礎
62常用校正裝置及其特性
621超前校正裝置及其特性
622滯後校正裝置及其特性
623滯後超前校正裝置及其
特性
63頻域法串聯校正
631串聯超前校正
632串聯滯後校正
633串聯滯後超前校正
634按期望特性對系統進行串聯
校正
64根軌跡法串聯校正
641串聯超前校正
642串聯滯後校正
643串聯滯後超前校正
65工程控制方法――PID控制
66反饋校正
661利用反饋校正改變局部結構和
參數
662利用反饋校正取代局部結構
67複合校正
671按干擾補償的複合校正
672按輸入補償的複合校正
小結
習題
第四篇應用篇
第7章控制系統設計案例分析
71引言
72一種電動比例蝶閥控制系統
73智能車速度控制系統
74汽車制動器性能測試的試驗台
控制系統
附錄A拉普拉斯變換
參考文獻