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《自動控制原理(第2版)》是2002年出版的同名教材的第2版。此次改版在總結近年來教學實踐經驗的基礎之上,根據技術的發展增刪了部分內容,文字表達更加通俗,結構更加緊湊。較全面系統地闡述了經典控制理論的基本概念、基本理論和分析方法。全書共分為7章和2個附錄。主要內容包括:自動控制的基本概念、控制系統的數學模型、時域分析法、根軌跡法、控制系統的頻域分析、控制系統的校正、采樣控制系統分析基礎。在每章后面分別介紹了應用MATLAB對控制系統進行分析和設計的內容。同時,各章均附有內容小結和一定數量的例題與習題。
《自動控制原理(第2版)》可作為高等學校自動化專業及其相關專業的本科生的教材,還可作為從事控制工程應用和研究的科技人員的參考書。
《自動控制原理(第2版)》可作為高等學校自動化專業及其相關專業的本科生的教材,還可作為從事控制工程應用和研究的科技人員的參考書。
目次
第1章 自動控制的基本概念
1.1 引言
1.1.1 自動控制理論概述
1.1.2 自動控制理論的發展簡史
1.2 自動控制的基本方式
1.2.1 開環控制
1.2.2 閉環控制
1.2.3 開環控制與閉環控制的比較
1.2.4 復合控制
1.3 自動控制系統的分類
1.3.1 按輸入信號的特征分類
1.3.2 按描述系統的數學模型分類
1.3.3 按系統傳輸信號的性質分類
1.3.4 按系統參數的特點分類
1.4 閉環控制系統的基本組成
1.5 控制系統舉例
1.5.1 火炮自動控制系統
1.5.2 遙控機器人雙向力反應隨動系統
1.5.3 蒸汽壓力閉環控制系統
1.5.4 磁懸浮軸承控制系統
1.5.5 自動請求重發系統(ARQ)
1.5.6 CDMA閉環功率控制系統
1.5.7 信息與網絡系統的自動控制
1.6 評價控制系統的基本指標
1.6.1 穩定性
1.6.2 快速性
1.6.3 準確性
本章小結
思考題
習題一
第2章 控制系統的數學模型
2.1 引言
2.2 控制系統的微分方程
2.3 非線性特性及其線性化
2.4 線性系統的傳遞函數
2.4.1 傳遞函數的定義
2.4.2 傳遞函數的性質
2.4.3 用復數阻抗法求電網絡的傳遞函數
2.5 典型環節的傳遞函數
2.6 系統方框圖
2.6.1 方框圖的組成
2.6.2 方框圖的簡化
2.7 信號流圖
2.7.1 信號流圖及其組成
2.7.2 信號流圖中的常用術語
2.7.3 信號流圖的基本性質
2.7.4 信號流圖的繪制和簡化
2.7.5 梅遜增益公式
2.8 反饋控制系統的傳遞函數
2.8.1 給定輸入信號作用下的閉環傳遞函數
2.8.2 擾動作用下的閉環傳遞函數
2.8.3 給定輸入和擾動作用下的閉環傳遞函數
2.9 應用MATLAB建立控制系統的數學模型
2.9.1 MATLAB簡介
2.9.2 傳遞函數模型
2.9.3 零極點模型
2.9.4 方框圖模型
本章小結
思考題
習題二
第3章 時域分析法
3.1 典型輸入信號
3.2 控制系統的時域性能指標
3.3 一階系統的時域分析
3.3.1 一階系統的單位階躍響應
3.3.2 一階系統的單位脈沖響應
3.3.3 一階系統的單位斜坡響應
3.3.4 一階系統的單位加速度響應
3.4 二階系統的時域分析
3.4.1 二階系統的例子
3.4.2 典型二階系統的單位階躍響應
3.4.3 欠阻尼二階系統的動態性能指標估算
3.4.4 二階系統的單位脈沖響應
3.5 高階系統的時域分析
3.5.1 高階系統的數學模型
3.5.2 高階系統的階躍響應
3.5.3 高階系統性能的分析方法
3.6 穩定性分析
3.6.1 系統穩定的充分必要條件
3.6.2 勞思穩定判據
3.6.3 赫爾維茨穩定判據
3.7 穩態誤差分析及計算
3.7.1 誤差及穩態誤差定義
3.7.2 給定輸入作用下穩態誤差的計算
3.7.3 擾動作用下穩態誤差的計算
3.7.4 控制系統的類型
3.7.5 給定穩態誤差終值的計算
3.7.6 給定穩態誤差級數的計算
3.7.7 擾動穩態誤差終值的計算
3.7.8 擾動穩態誤差級數的計算
3.7.9 給定輸入、擾動共同作用下系統的穩態誤差的終值
3.7.10 減少穩態誤差的方法
3.8 應用MATLAB進行時域分析
3.8.1 系統的時間響應
3.8.2 應用MATLAB進行穩定性分析
本章 小結
思考題
習題三
第4章 根軌跡法
4.1 根軌跡的基本概念
4.1.1 什么是根軌跡
4.1.2 根軌跡的幅值條件和幅角條件
4.2 繪制根軌跡的基本規則
4.3 根軌跡草圖繪制舉例
4.4 參量根軌跡
4.5 用根軌跡法分析控制系統
4.5.1 根軌跡與穩定性
4.5.2 條件穩定系統的分析
4.5.3 開環零點和極點對根軌跡的影響
4.5.4 根軌跡圖上希望閉環極點的位置
4.5.5 穩態性能分析
4.6 應用MATLAB繪制系統的根軌跡
4.6.1 根軌跡繪制函數
4.6.2 獲取根軌跡上某一點的增益和閉環極點值
本章 小結
思考題
習題四
第5章 控制系統的頻域分析
5.1 頻率特性的基本概念
5.1.1 頻率特性的定義
5.1.2 頻率特性的圖解表示法
5.2 典型環節的頻率特性
5.2.1 比例環節的頻率特性
5.2.2 積分環節的頻率特性
5.2.3 純微分環節的頻率特性
5.2.4 慣性環節的頻率特性
5.2.5 一階微分(比例加微分)環節的頻率特性
5.2.6 振蕩環節的頻率特性
第6章 控制系統的校正
第7章 采樣控制系統分析基礎
附錄
參考文獻
1.1 引言
1.1.1 自動控制理論概述
1.1.2 自動控制理論的發展簡史
1.2 自動控制的基本方式
1.2.1 開環控制
1.2.2 閉環控制
1.2.3 開環控制與閉環控制的比較
1.2.4 復合控制
1.3 自動控制系統的分類
1.3.1 按輸入信號的特征分類
1.3.2 按描述系統的數學模型分類
1.3.3 按系統傳輸信號的性質分類
1.3.4 按系統參數的特點分類
1.4 閉環控制系統的基本組成
1.5 控制系統舉例
1.5.1 火炮自動控制系統
1.5.2 遙控機器人雙向力反應隨動系統
1.5.3 蒸汽壓力閉環控制系統
1.5.4 磁懸浮軸承控制系統
1.5.5 自動請求重發系統(ARQ)
1.5.6 CDMA閉環功率控制系統
1.5.7 信息與網絡系統的自動控制
1.6 評價控制系統的基本指標
1.6.1 穩定性
1.6.2 快速性
1.6.3 準確性
本章小結
思考題
習題一
第2章 控制系統的數學模型
2.1 引言
2.2 控制系統的微分方程
2.3 非線性特性及其線性化
2.4 線性系統的傳遞函數
2.4.1 傳遞函數的定義
2.4.2 傳遞函數的性質
2.4.3 用復數阻抗法求電網絡的傳遞函數
2.5 典型環節的傳遞函數
2.6 系統方框圖
2.6.1 方框圖的組成
2.6.2 方框圖的簡化
2.7 信號流圖
2.7.1 信號流圖及其組成
2.7.2 信號流圖中的常用術語
2.7.3 信號流圖的基本性質
2.7.4 信號流圖的繪制和簡化
2.7.5 梅遜增益公式
2.8 反饋控制系統的傳遞函數
2.8.1 給定輸入信號作用下的閉環傳遞函數
2.8.2 擾動作用下的閉環傳遞函數
2.8.3 給定輸入和擾動作用下的閉環傳遞函數
2.9 應用MATLAB建立控制系統的數學模型
2.9.1 MATLAB簡介
2.9.2 傳遞函數模型
2.9.3 零極點模型
2.9.4 方框圖模型
本章小結
思考題
習題二
第3章 時域分析法
3.1 典型輸入信號
3.2 控制系統的時域性能指標
3.3 一階系統的時域分析
3.3.1 一階系統的單位階躍響應
3.3.2 一階系統的單位脈沖響應
3.3.3 一階系統的單位斜坡響應
3.3.4 一階系統的單位加速度響應
3.4 二階系統的時域分析
3.4.1 二階系統的例子
3.4.2 典型二階系統的單位階躍響應
3.4.3 欠阻尼二階系統的動態性能指標估算
3.4.4 二階系統的單位脈沖響應
3.5 高階系統的時域分析
3.5.1 高階系統的數學模型
3.5.2 高階系統的階躍響應
3.5.3 高階系統性能的分析方法
3.6 穩定性分析
3.6.1 系統穩定的充分必要條件
3.6.2 勞思穩定判據
3.6.3 赫爾維茨穩定判據
3.7 穩態誤差分析及計算
3.7.1 誤差及穩態誤差定義
3.7.2 給定輸入作用下穩態誤差的計算
3.7.3 擾動作用下穩態誤差的計算
3.7.4 控制系統的類型
3.7.5 給定穩態誤差終值的計算
3.7.6 給定穩態誤差級數的計算
3.7.7 擾動穩態誤差終值的計算
3.7.8 擾動穩態誤差級數的計算
3.7.9 給定輸入、擾動共同作用下系統的穩態誤差的終值
3.7.10 減少穩態誤差的方法
3.8 應用MATLAB進行時域分析
3.8.1 系統的時間響應
3.8.2 應用MATLAB進行穩定性分析
本章 小結
思考題
習題三
第4章 根軌跡法
4.1 根軌跡的基本概念
4.1.1 什么是根軌跡
4.1.2 根軌跡的幅值條件和幅角條件
4.2 繪制根軌跡的基本規則
4.3 根軌跡草圖繪制舉例
4.4 參量根軌跡
4.5 用根軌跡法分析控制系統
4.5.1 根軌跡與穩定性
4.5.2 條件穩定系統的分析
4.5.3 開環零點和極點對根軌跡的影響
4.5.4 根軌跡圖上希望閉環極點的位置
4.5.5 穩態性能分析
4.6 應用MATLAB繪制系統的根軌跡
4.6.1 根軌跡繪制函數
4.6.2 獲取根軌跡上某一點的增益和閉環極點值
本章 小結
思考題
習題四
第5章 控制系統的頻域分析
5.1 頻率特性的基本概念
5.1.1 頻率特性的定義
5.1.2 頻率特性的圖解表示法
5.2 典型環節的頻率特性
5.2.1 比例環節的頻率特性
5.2.2 積分環節的頻率特性
5.2.3 純微分環節的頻率特性
5.2.4 慣性環節的頻率特性
5.2.5 一階微分(比例加微分)環節的頻率特性
5.2.6 振蕩環節的頻率特性
第6章 控制系統的校正
第7章 采樣控制系統分析基礎
附錄
參考文獻
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