自動控制原理(下)（簡體書）

本教材比較全面地講解了自動控制的基本理論和應用，分上、下冊，本書是下冊，共有7章，第8章闡述了線性離散控制系統的一般概念、數學模型、性能分析方法以及數字校正；第9章介紹了非線性控制系統的基本概念以及相平面法、描述函數法等；第10章介紹了控制系統狀態空間描述的相關概念；第11章通過狀態方程求解對系統空間模型進行定量分析；第12章介紹了線性定常系統的能控能觀性；第13章介紹了控制系統的穩定性分析方法；第14章對線性定常系統的綜合進行了討論。為方便理解和夯實相關知識，每章均配備有例題和習題。

本教材比較全面地涵蓋了大學本科“自動控制理論”課程的內容，可作為高校自動化、電氣工程及其自動化、機械工程及其自動化、熱力工程、通信工程、電子信息工程等相關專業的“自動控制原理”課程教材，也可以作為相關教師、自動化相關專業研究生、科技與工程技術人員的參考書。

本教材各章節內容的介紹基於MATLAB的控制系統計算機輔助分析與設計方法，需要讀者有相應的MATLAB應用基礎，以加強對課程的理解。

重慶大學 宋永端主編 精品課程配套教材 送課件、例程、習題答案

前言

第五篇線性離散控制系統篇

第8章線性離散控制系統

81概述

811離散控制系統簡介

812離散控制系統的特點和研究

方法

82信號採樣與恢復

821信號採樣

822採樣定理

823信號恢復

83z變換

831z變換的定義

832z變換的方法

833z變換的基本定理

834z反變換

84離散控制系統的數學模型

841差分方程

842脈衝傳遞函數

843離散控制系統的動態

結構圖

85離散控制系統的性能分析

851穩定性

852動態性能

853穩態誤差

86離散控制系統的數字校正

861模擬控制器的離散化

862根軌跡法校正

863頻率特性法校正

864數字控制器直接設計法

小結

習題

第六篇非線性控制系統

基礎篇第9章非線性控制系統

91概述

911非線性系統

912常見的非線性特性

913非線性控制系統的特點

92相平面法

921相平面法的基本概念

922相平面圖的繪製

923非線性控制系統的相平面

分析

93描述函數法

931描述函數法的基本概念

932非線性特性的描述函數

933非線性控制系統的描述

函數法分析

94改善非線性控制系統性能的

措施

941改變線性部分的參數和

結構

942改變非線性特性

943非線性特性的利用

小結

習題

第七篇現代控制理論基礎篇

第10章控制系統的狀態空間描述

101控制系統

102控制系統的狀態空間模型

1021基本概念

1022線性系統的狀態空間

描述

1023狀態空間描述的模擬

結構圖

103系統狀態空間表達式的

建立

1031由系統的物理機理建立

狀態空間表達式

1032由系統的模擬結構圖建立

狀態空間表達式

1033由系統的微分方程或傳遞

函數建立狀態空間表達式

104狀態空間表達式的線性

變換

1041線性變換

1042系統的特徵值和特徵

向量

1043化狀態空間表達式為對角

線標準型

1044化狀態空間表達式為約當

標準型

105由狀態空間描述求傳遞函數

(陣)

1051單輸入-單輸出系統

1052多輸入-多輸出系統

1053系統的輸入-輸出描述與

狀態空間描述的比較

106組合系統的狀態空間描述和

傳遞函數陣

1061並聯組合系統

1062串聯組合系統

1063輸出反饋系統

107離散系統的狀態空間描述

108基於MATLAB分析狀態空間

模型

小結

習題

第11章狀態方程的求解

111線性定常系統齊次狀態方程的

求解

112線性定常系統的狀態轉移

矩陣

1121狀態轉移矩陣的定義

1122狀態轉移矩陣的性質

1123幾個特殊的矩陣指數

1124狀態轉移矩陣的計算

113線性定常系統非齊次狀態方程

的求解

114線性時變系統狀態方程的

求解

1141線性時變系統的狀態轉移

矩陣

1142狀態轉移矩陣的性質

1143狀態轉移矩陣的計算

1144線性時變系統齊次狀態

方程的解

1145線性時變系統非齊次狀態

方程的解

115線性連續系統狀態空間模型的

離散化

1151線性時變系統的

離散化

1152線性定常系統的

離散化

1153近似離散化

116離散系統狀態方程的解

1161遞推法

1162z變換法

小結

習題

第12章線性定常系統的能控能

觀性

121線性定常系統的能控性

1211定常系統能控性示例

1212定常系統能控性的

定義

1213定常線性系統能控性

判據

1214線性離散定常系統的

能控性

122線性定常系統的能觀性

1221定常系統能觀性示例

1222定常系統能觀性定義

1223定常系統能觀性判據

1224線性離散定常系統的

能觀性

123能控性與能觀性的對偶

關係

1231線性系統的對偶關係

1232能控性和能觀性的對偶

關係(對偶原理)

124線性系統的能控標準型和

能觀標準型

1241線性定常系統的線性

變換

1242約當型方程的能控性、

能觀性判據

125線性定常系統結構分解

126線性定常系統的標準型

1261狀態空間描述的能控

規範型

1262線性定常系統的最小

實現

小結

習題

第13章控制系統的穩定性分析

131外部穩定性與內部穩定性

1311外部穩定性

1312內部穩定性

1313外部穩定性與內部穩定性

的關係

132李雅普諾夫穩定性

1321系統的平衡狀態

1322李雅普諾夫穩定性

定義

133李雅普諾夫第一法

1331線性系統的穩定判據

1332非線性系統的穩定性

134李雅普諾夫第二法

1341預備知識

1342李雅普諾夫第二法的判穩

定理

135線性系統的李雅普諾夫穩定性

分析

1351線性定常連續系統的

穩定性分析

1352線性時變連續系統的

穩定性分析

1353線性定常離散系統的

穩定性分析

1354線性時變離散系統的

穩定性分析

136非線性系統的李雅普諾夫

穩定性分析

1361克拉索夫斯基法

1362變量梯度法

小結

習題

第14章線性定常系統的綜合

141狀態反饋與輸出反饋

1411狀態反饋的結構和

特性

1412輸出反饋的結構和

特性