自動控制系統原理與應用（簡體書）

本書共分六個單元，分別為自動控制系統的基本原理、控制系統的數學模型、自動控制系統的性能指標與時域分析、根軌跡分析法和頻域分析法、線性控制系統的校正以及典型自動控制系統。
本書敘述簡潔，理論深入淺出，層次清晰。各章均配有豐富的例題和習題，書末附有綜合測試與部分習題參考答案，方便學生學習。本書可作為高等職業教育機電一體化技術、電氣自動化技術、數控設備應用與維護以及工業機器人技術等多個專業的教學用書，也適用于成人高校、職工大學、函授大學的相近專業，並可供自動化技術方面的工作人員參考。

單元一 自動控制系統的基本原理 1
1.1 自動控制系統 1
1.1.1 自動控制系統舉例 2
1.1.2 自動控制系統的組成 4
1.2 自動控制系統的基本控制方式 7
1.2.1 開環控制 8
1.2.2 閉環控制 8
1.2.3 複合控制 9
1.3 自動控制系統的分類 10
1.3.1 按輸入量的變化規律分類 10
1.3.2 按時間變量分類 11
1.3.3 其他分類 12
1.4 對控制系統性能的基本要求 12
1.5 MATLAB仿真 13
單元小結 16
習題 17
單元二 控制系統的數學模型 18
2.1 系統的微分方程 18
2.1.1 建立微分方程的步驟 18
2.1.2 建立系統微分方程舉例 18
2.2 傳遞函數 20
2.2.1 傳遞函數的定義 20
2.2.2 傳遞函數的性質 20
2.2.3 傳遞函數的求取 21
2.3 自動控制系統的系統方框圖 21
2.3.1 系統框圖的組成要素 21
2.3.2 典型環節的傳遞函數 22
2.4 動態結構圖的等效變換及化簡 24
2.4.1 串聯連接 24
2.4.2 並聯連接 25
2.4.3 反饋連接 26
2.4.4 綜合點與引出點的移動 27
2.5 信號流圖 30
2.5.1 關於信號流圖的一些概念 30
2.5.2 信號流圖的繪製 31
2.6 梅遜公式 32
2.7 控制系統的傳遞函數 33
2.8 控制系統數學模型的MATLAB描述 35
2.8.1 傳遞函數的多項式之比形式 36
2.8.2 應用MATLAB函數化簡結構圖 37
單元小結 38
習題 39
單元三 自動控制系統的性能指標與時域分析 41
3.1 瞬態響應 41
3.1.1 典型輸入信號 41
3.1.2 瞬態響應的性能指標 43
3.1.3 一階系統的瞬態響應 44
3.1.4 二階系統的瞬態響應 45
3.2 穩定性 47
3.2.1 系統穩定性概念 47
3.2.2 勞斯判據 49
3.3 穩態誤差分析 52
3.3.1 穩態誤差的概念 52
3.3.2 穩態誤差的計算 53
3.4 應用MATLAB進行控制系統時域分析 57
單元小結 59
習題 59
單元四 根軌跡分析法和頻域分析法 61
4.1 根軌跡分析法 61
4.1.1 根軌跡的概念 61
4.1.2 根軌跡繪製 62
4.1.3 根軌跡與系統性能 67
4.2 頻域分析法 70
4.2.1 頻率特性 70
4.2.2 圖示方法 70
4.2.3 奈奎斯特穩定判據 72
4.2.4 穩定裕量 73
4.3 MATLAB仿真 75
單元小結 79
習題 80
單元五 線性控制系統的校正 83
5.1 校正方式及其裝置 83
5.1.1 主要校正方式 83
5.1.2 校正元件的分類 85
5.2 PID 85
5.3 串聯校正 88
5.3.1 超前校正 88
5.3.2 滯後校正 92
5.3.3 滯後超前校正 95
5.4 MATLAB仿真實驗 98
5.4.1 PID仿真實驗 98
5.4.2 串聯校正仿真實驗 103
單元小結 110
習題 111
單元六 典型自動控制系統 112
6.1 智能建築 112
6.1.1 智能建築的產生 112
6.1.2 智能建築的意義 113
6.2 樓宇自動化系統 113
6.2.1 樓宇自控系統的定義 113
6.2.2 樓宇自控系統的構成 114
6.2.3 樓宇自控系統在節能中的應用 115
6.3 智能家居 117
6.3.1 智能家居的定義 117
6.3.2 中國的智能家居 118
6.3.3 智能家居控制器 119
6.3.4 智能家居中的自控系統舉例 120
6.4 分布式控制系統 121
6.5 相關技術 124
6.5.1 智能控制與傳統控制 124
6.5.2 智能控制技術 125
單元小結 127
習題 128
綜合測驗與參考答案 129
部分習題參考答案 135
參考文獻 144