自動控制原理實驗教程（簡體書）

本書根據《全國高等學校自動化專業系列教材》編委會制定的“自動控制原理實驗教程”大綱，配合大多數高等理工科院校“自動控制原理”課程教材的基本內容和教學要求編寫的，也兼顧了非自動化專業本科生、碩士研究生的教學要求。 書中首先簡單介紹自動控制原理的基礎知識和實驗的基本方法，系統地講解了自動控制系統的模擬計算機仿真、數字計算機仿真和混合計算機仿真，緊密結合“自動控制原理”課程的基本內容，設計出多個驗證性和設計性實驗單元。為了加強工程訓練和綜合應用能力的培養，還著重安排了綜合性實驗單元。最后介紹了虛擬儀器技術在自動控制原理實驗中的應用。書中各部分內容保持了相對的獨立性，以便不同的學校根據實驗設備與實驗課時選用。 本書可作為高等學校本科生、專科生及成人教育、繼續教育學生學習自動控制原理和進行自動控制原理實驗的教材，也可作為非自動化專業碩士研究生的參考書。

程鵬,男,1938年9月出生,1962年畢業于北京大學數學力學系（六年制本科）。北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院教授，控制理論與控制工程學科博士生導師。北京市優秀教師，享受政府特殊津貼。 長期主講“自動控制原理”、“線性系統理論”、“最優控制理論”等課程。主持北航“自動控制原理”國家精品課程建設工作。教學工作曾獲北京市高等教育教學成果一等獎。 出版有《自動控制原理》、《線性系統理論》等十余本書籍。曾獲航空工業部優秀教材二等獎、國家教委全國高等學校優秀教材獎。主編的教材《自動控制原理》、《現代控制理論基礎》被評為北京市高等教育精品教材。 主要研究領域為線性系統理論、多變量系統理論、魯棒控制和飛行器控制，以國家自然科學基金、航空科學基金等應用基礎類型的研究為主。在學術會議和核心刊物上發表論文70余篇。

第1章　基礎知識
　1.1　線性定常系統概述
1.1.1 線性定常系統的數學模型和基本性質
1.1.2　線性定常系統的基本動力學特性
1.1.3　線性定常系統的典型結構
1.1.4　系統的穩定性分析
　1.2　線性定常系統的品質分析
1.2.1　單位階躍響應的性能指標
1.2.2　系統穩態誤差分析
1.2.3 閉環頻率特性和系統階躍響應的關系
1.2.4 開環頻率特性和系統階躍響應的關系
1.2.5　根軌跡方法
1.2.6　系統的校正方法
　1.3　線性定常系統的狀態空間方法
1.3.1 線性定常系統的狀態空間模型
1.3.2　單輸人系統的可控性
1.3.3　單輸出系統的可觀測性
1.3.4　傳遞函數的動態方程實現
1.3.5　狀態反饋和極點配置
1.3.6　全維狀態觀測器
1.3.7　系統穩定性分析
　1.4　采樣系統理論
1.4.1　采樣過程和采樣定理
1.4.2　零階保持器
1.4.3　脈沖傳遞函數
1.4.4　采樣系統的穩定性
1.4.5 閉環極點與瞬態響應之間的關系
1.4.6 穩態誤差
1.4.7　最小拍無差系統
　1.5　非線性系統分析
1.5.1　相平面法基礎
1.5.2　線性系統的相軌跡
1.5.3　相軌跡作圖
1.5.4 由相平面求時間解
1.5.5　非線性系統相平面分析
1.5.6　非線性系統的描述函數分析
　本章思考題
第2章 實驗基本理論和方法
2.1　概述
2.2　典型的測試信號
2.3　控制系統動態特性的基本測試方法
2.3.1 控制系統動態特性的時域測試法
2.3.2　控制系統動態特性的頻域測試法
2.4 實驗調試及測試數據處理
2.4.1 測量
2.4.2　誤差的定義和分類
2.4.3　實驗結果的處理
2.5 實驗要求
2.5.1 預習要求
2.5.2 實驗要求
2.5.3　實驗報告要求
本章思考題
第3章 自動控制系統的模擬計算機仿真
3.1 概述
3.2 自動控制原理模擬機的組成
3.2.1　組成運算部件的基本原理
3.2.2　主要運算部件
3.3　典型環節的模擬
3.3.1 比例環節
3.3.2 積分環節
3.3.3 微分環節
3.3.4　慣性環節
3.3.5 比例積分環節
3.3.6 比例微分環節
……
第4章　自動控制系統的數字計算工機仿真
第5章　自動控制系統的混合計算工機仿真
第6章　實驗單元
第7章　典型自動控制系統的綜合實驗
第8章　虛擬儀器的應用
參考文獻