自動控制原理實驗教程（簡體書）

本書作為“自動控制原理”課程實踐性教學的教材，較全面地涵蓋了經典控制理論知識的重點和難點。
本書所編排的實驗章節內容與“自動控制原理”教材的課程內容相對應，共5章，分別為自動控制的基礎理論、線性系統時域分析、線性系統頻域分析、線性系統的校正與設計、非線性系統分析及線性系統的狀態反饋，並按照自動控制原理知識體系精心設計了20個實驗項目。
本書內容緊密配合理論教學，覆蓋線性系統的時域分析法、根軌跡法、頻域分析法和校正設計以及非線性控制系統分析等主要知識點，既可幫助學生加深對理論知識點的理解，又可培養學生的基本操作技能。
本書可作為高等學校自動化、電氣自動化、機械製造及其自動化及相關專業“自動控制原理”課程的實驗教材，也可作為理論學習的補充教材，還可供自學“自動控制原理”課程的科技人員及工程技術人員使用。

第1章 自動控制的基礎理論 1
1.1 控制系統的一般概念 1
1.1.1 自動控制系統中的術語 1
1.1.2 開環控制系統、閉環控制系統和複合控制系統 1
1.1.3 自動控制系統的基本要求 4
1.2 控制系統的數學建模 4
1.2.1 微分方程 4
1.2.2 傳遞函數 5
1.2.3 拉普拉斯變換 6
1.2.4 相似系統 9
1.2.5 典型環節 11
1.2.6 典型實驗信號 12
1.3 控制系統的性能指標分析 15
1.3.1 系統傳遞函數的研究 15
1.3.2 控制系統的穩定性 17
1.3.3 控制系統的動態分析 18
1.3.4 二階系統動態性能指標與傳遞函數參數的關係 19
1.3.5 線性系統穩態誤差 28
1.4 控制系統的頻域分析法 29
1.4.1 傳遞函數與頻率特性的關係 29
1.4.2 開環頻率性能的特徵參數 31
1.4.3 閉環頻率性能的特徵參數 32
1.4.4 閉環系統頻域指標和時域指標的轉換 33
1.5 線性系統的校正 34
1.6 非線性系統分析 35
第2章 線性系統時域分析 37
實驗2.1 線性典型環節實驗 38
實驗2.2 二階系統的性能研究 52
實驗2.3 二階系統閉環加零點、極點的性能研究 57
實驗2.4 線性系統時域分析實驗（一） 63
實驗2.5 線性系統時域分析實驗（二） 72
第3章 線性系統頻域分析 80
實驗3.1 線性一階系統性能的頻域分析 80
實驗3.2 線性二階系統的頻率特性 91
第4章 線性系統的校正與設計 102
實驗4.1 頻域法導前校正 102
實驗4.2 頻域法滯後校正 107
實驗4.3 頻域法滯後-導前校正 112
實驗4.4 時域法比例-微分校正 116
實驗4.5 時域法局部比例反饋校正 119
實驗4.6 時域法微分反饋校正 122
第5章 非線性系統分析及線性系統的狀態反饋 126
實驗5.1 非線性典型環節實驗 126
實驗5.2 繼電型非線性控制系統實驗 130
實驗5.3 飽和型非線性控制系統實驗 133
實驗5.4 間隙（空回）型非線性控制系統實驗 135
實驗5.5 繼電型非線性三階控制系統實驗 136
實驗5.6 飽和型非線性三階控制系統實驗 141
實驗5.7 線性系統的狀態反饋及極點配置實驗 145
附錄A 自動控制教學實驗系統構成及說明 152
A.1 構成 152
A.2 實驗裝置佈局說明 154
A.2.1 A實驗區 154
A.2.2 B實驗區 154
A.2.3 S實驗區 155
附錄B 虛擬示波器 156
B.1 時域示波器的使用 156
B.2 頻域示波器的使用 158
B.3 工具示波器的使用 160
參考文獻 161