自动控制原理 / 新工科·普通高等教育电气工程/自动化系列教材
定价：￥59.80
作者： 闫茂德，胡延苏，杨盼盼，许唐雯
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111812562
- 1-1
- 477
内容简介
本书全面阐述了自动控制的基本概念、工作原理、分析与设计方法等。全书共八章，主要内容有自动控制系统的基本概念、线性控制系统的数学模型、线性控制系统的时域分析、线性控制系统的根轨迹分析、线性控制系统的频域分析、线性控制系统的校正、离散控制系统以及非线性控制系统。本书取材先进实用，讲解深入浅出，各章例题和习题丰富，在介绍控制系统分析与设计的同时， 还适当地给出了相应的MATLAB仿真算例和应用举例，便于读者利用MATLAB软件求解控制系统的一些计算和仿真问题。
本书既可作为自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、机器人工程、轨道交通信号与控制、交通设备与控制工程、建筑电气与智能化、农业机械化及其自动化等专业的教材，也可供从事自动控制系统研究、设计和应用的科技人员学习参考。
本书配有授课电子课件、教学大纲、教学视频和习题讲解等教学资源，欢迎选用本书作为教材的教师登录www.cmpedu.com注册后下载，或发邮件至jinacmp＠163.com索取。
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目录
目录
前言
第1章绪论
1.1自动控制概述
1.1.1自动控制的基本概念
1.1.2自动控制理论发展简史
1.2自动控制的基本原理
1.2.1人工控制与自动控制
1.2.2开环控制与闭环控制
1.2.3自动控制的工程实践示例
1.3自动控制系统
1.3.1自动控制系统的基本组成
1.3.2自动控制系统的原理框图
1.3.3自动控制系统的原理框图绘制
1.3.4自动控制系统的基本类型
1.4对控制系统性能的基本要求
1.5设计一个自动控制系统的步骤
1.6自动控制系统的分析与设计工具MATLAB
1.7本课程的性质与目标
1.8本章小结
习题
第2章线性控制系统的数学模型
2.1线性控制系统的时域数学模型
2.1.1机理分析法建立微分方程
2.1.2实验辨识法建立单位脉冲响应
2.2线性控制系统的频域数学模型
2.2.1传递函数
2.2.2典型环节的传递函数
2.3线性控制系统的结构框图
2.3.1结构框图的组成与绘制
2.3.2结构框图的变换与化简
2.3.3结构框图的应用
2.4线性控制系统的信号流图
2.4.1信号流图的组成与基本性质
2.4.2信号流图的绘制与化简
2.4.3梅森增益公式与其应用
2.5非线性数学模型的线性化
2.6MATLAB在系统数学模型中的应用
2.6.1MATLAB中数学模型的表示
2.6.2MATLAB在系统结构框图化简中的应用
2.7本章小结
习题
第3章线性控制系统的时域分析
3.1时域分析的基础知识
3.1.1典型输入信号
3.1.2时域响应的一般形式
3.1.3时域响应的性能指标
3.2线性控制系统的时域响应
3.2.1一阶线性控制系统的时域响应
3.2.2二阶线性控制系统的时域响应
3.2.3高阶线性控制系统的时域响应
3.3线性控制系统的稳定性
3.3.1稳定性的基本概念
3.3.2线性控制系统的稳定性判据
3.4线性控制系统的稳态误差
3.4.1稳态误差的定义
3.4.2给定稳态误差的计算方法
3.4.3扰动稳态误差的计算方法
3.4.4减小和消除稳态误差的方法
3.5MATLAB在线性控制系统时域分析中的应用
3.6本章小结
习题
第4章线性控制系统的根轨迹分析
4.1根轨迹的基本概念
4.2常规根轨迹
4.2.1根轨迹的绘制条件及规则
4.2.2利用根轨迹分析系统性能
4.3广义根轨迹
4.3.1参数根轨迹
4.3.2零度根轨迹
4.4MATLAB在根轨迹分析中的应用
4.5本章小结
习题
第5章线性控制系统的频域分析
5.1频率特性
5.1.1频率特性的基本概念
5.1.2频率特性的图示方法
5.2典型环节的频率特性
5.2.1比例环节
5.2.2积分环节
5.2.3纯微分环节
5.2.4惯性环节
5.2.5一阶微分环节
5.2.6振荡环节
5.2.7二阶微分环节
5.2.8滞后环节
5.3系统开环频率特性的绘制
5.3.1奈奎斯特图的绘制
5.3.2伯德图的绘制
5.3.3由频率特性确定传递函数
5.4奈奎斯特稳定判据及其扩展
5.4.1辐角原理
5.4.2奈奎斯特稳定判据
5.4.3奈奎斯特稳定判据扩展
5.5控制系统的稳定裕度
5.5.1相位裕度
5.5.2幅值裕度
5.5.3控制系统的相对稳定性
5.6闭环控制系统的频域性能分析
5.6.1频域性能指标
5.6.2闭环频率特性与时域性能指标的关系
5.7MATLAB在线性控制系统频域分析中的应用
5.7.1MATLAB伯德图的绘制
5.7.2MATLAB稳定裕度的求解
5.8本章小结
习题
第6章线性控制系统的校正
6.1线性控制系统校正的概念与方法
6.1.1系统校正的性能指标
6.1.2系统校正的概念与方式
6.1.3频域法校正
6.1.4系统校正的设计步骤
6.2线性控制系统的基本控制规律
6.2.1比例控制
6.2.2比例微分控制
6.2.3积分控制
6.2.4比例积分控制
6.2.5比例积分微分控制
6.3常用校正装置及其特性
6.3.1无源校正装置的构成及其特性
6.3.2有源校正装置的构成及其特性
6.4串联校正
6.4.1串联超前校正
6.4.2串联滞后校正
6.4.3串联滞后超前校正
6.4.4串联PID校正
6.5反馈校正
6.6复合校正
6.6.1按输入补偿的复合校正
6.6.2按扰动补偿的复合校正
6.7MATLAB在线性控制系统校正中的应用
6.7.1比例控制器
6.7.2串联超前校正
6.7.3串联滞后校正
6.7.4串联滞后超前校正
6.8本章小结
习题
第7章离散控制系统
7.1离散控制系统概述
7.1.1信号的分类
7.1.2离散控制系统的结构框图
7.1.3离散控制系统的特性
7.2信号的采样与保持
7.2.1采样过程
7.2.2采样定理
7.2.3采样周期
7.2.4信号保持
7.3z变换和z反变换
7.3.1z变换定义
7.3.2z变换方法
7.3.3z反变换方法
7.4离散控制系统的数学模型
7.4.1差分方程及其求解
7.4.2脉冲传递函数
7.5离散控制系统的稳定性分析
7.5.1离散控制系统的稳定性条件
7.5.2离散控制系统的稳定性判据
7.6离散控制系统的稳态误差
7.6.1给定稳态误差
7.6.2扰动稳态误差
7.7离散控制系统的时域分析
7.7.1离散控制系统的动态响应
7.7.2闭环零、极点分布对瞬态响应的影响
7.8线性离散控制系统的数字校正
7.8.1数字控制器的模拟化和离散化
7.8.2最少拍控制系统的校正
7.8.3数字PID控制器
7.9MATLAB在离散控制系统中的应用
7.10本章小结
习题
第8章非线性控制系统
8.1非线性控制系统概述
8.1.1非线性控制系统的一般概念
8.1.2非线性控制系统的稳定性
8.1.3非线性控制系统的自持振荡
8.1.4非线性控制系统的分析方法
8.2典型非线性特性
8.3相平面法
8.3.1相平面图的绘制
8.3.2相平面图的性质
8.3.3二阶线性控制系统的相平面分析法
8.4描述函数法
8.4.1描述函数的基本概念
8.4.2典型非线性特性的描述函数
8.4.3用描述函数法分析非线性控制系统
8.4.4典型非线性特性的简化
8.5非线性控制系统设计
8.6MATLAB在非线性控制系统中的应用
8.7本章小结
习题
参考文献
前言
第1章绪论
1.1自动控制概述
1.1.1自动控制的基本概念
1.1.2自动控制理论发展简史
1.2自动控制的基本原理
1.2.1人工控制与自动控制
1.2.2开环控制与闭环控制
1.2.3自动控制的工程实践示例
1.3自动控制系统
1.3.1自动控制系统的基本组成
1.3.2自动控制系统的原理框图
1.3.3自动控制系统的原理框图绘制
1.3.4自动控制系统的基本类型
1.4对控制系统性能的基本要求
1.5设计一个自动控制系统的步骤
1.6自动控制系统的分析与设计工具MATLAB
1.7本课程的性质与目标
1.8本章小结
习题
第2章线性控制系统的数学模型
2.1线性控制系统的时域数学模型
2.1.1机理分析法建立微分方程
2.1.2实验辨识法建立单位脉冲响应
2.2线性控制系统的频域数学模型
2.2.1传递函数
2.2.2典型环节的传递函数
2.3线性控制系统的结构框图
2.3.1结构框图的组成与绘制
2.3.2结构框图的变换与化简
2.3.3结构框图的应用
2.4线性控制系统的信号流图
2.4.1信号流图的组成与基本性质
2.4.2信号流图的绘制与化简
2.4.3梅森增益公式与其应用
2.5非线性数学模型的线性化
2.6MATLAB在系统数学模型中的应用
2.6.1MATLAB中数学模型的表示
2.6.2MATLAB在系统结构框图化简中的应用
2.7本章小结
习题
第3章线性控制系统的时域分析
3.1时域分析的基础知识
3.1.1典型输入信号
3.1.2时域响应的一般形式
3.1.3时域响应的性能指标
3.2线性控制系统的时域响应
3.2.1一阶线性控制系统的时域响应
3.2.2二阶线性控制系统的时域响应
3.2.3高阶线性控制系统的时域响应
3.3线性控制系统的稳定性
3.3.1稳定性的基本概念
3.3.2线性控制系统的稳定性判据
3.4线性控制系统的稳态误差
3.4.1稳态误差的定义
3.4.2给定稳态误差的计算方法
3.4.3扰动稳态误差的计算方法
3.4.4减小和消除稳态误差的方法
3.5MATLAB在线性控制系统时域分析中的应用
3.6本章小结
习题
第4章线性控制系统的根轨迹分析
4.1根轨迹的基本概念
4.2常规根轨迹
4.2.1根轨迹的绘制条件及规则
4.2.2利用根轨迹分析系统性能
4.3广义根轨迹
4.3.1参数根轨迹
4.3.2零度根轨迹
4.4MATLAB在根轨迹分析中的应用
4.5本章小结
习题
第5章线性控制系统的频域分析
5.1频率特性
5.1.1频率特性的基本概念
5.1.2频率特性的图示方法
5.2典型环节的频率特性
5.2.1比例环节
5.2.2积分环节
5.2.3纯微分环节
5.2.4惯性环节
5.2.5一阶微分环节
5.2.6振荡环节
5.2.7二阶微分环节
5.2.8滞后环节
5.3系统开环频率特性的绘制
5.3.1奈奎斯特图的绘制
5.3.2伯德图的绘制
5.3.3由频率特性确定传递函数
5.4奈奎斯特稳定判据及其扩展
5.4.1辐角原理
5.4.2奈奎斯特稳定判据
5.4.3奈奎斯特稳定判据扩展
5.5控制系统的稳定裕度
5.5.1相位裕度
5.5.2幅值裕度
5.5.3控制系统的相对稳定性
5.6闭环控制系统的频域性能分析
5.6.1频域性能指标
5.6.2闭环频率特性与时域性能指标的关系
5.7MATLAB在线性控制系统频域分析中的应用
5.7.1MATLAB伯德图的绘制
5.7.2MATLAB稳定裕度的求解
5.8本章小结
习题
第6章线性控制系统的校正
6.1线性控制系统校正的概念与方法
6.1.1系统校正的性能指标
6.1.2系统校正的概念与方式
6.1.3频域法校正
6.1.4系统校正的设计步骤
6.2线性控制系统的基本控制规律
6.2.1比例控制
6.2.2比例微分控制
6.2.3积分控制
6.2.4比例积分控制
6.2.5比例积分微分控制
6.3常用校正装置及其特性
6.3.1无源校正装置的构成及其特性
6.3.2有源校正装置的构成及其特性
6.4串联校正
6.4.1串联超前校正
6.4.2串联滞后校正
6.4.3串联滞后超前校正
6.4.4串联PID校正
6.5反馈校正
6.6复合校正
6.6.1按输入补偿的复合校正
6.6.2按扰动补偿的复合校正
6.7MATLAB在线性控制系统校正中的应用
6.7.1比例控制器
6.7.2串联超前校正
6.7.3串联滞后校正
6.7.4串联滞后超前校正
6.8本章小结
习题
第7章离散控制系统
7.1离散控制系统概述
7.1.1信号的分类
7.1.2离散控制系统的结构框图
7.1.3离散控制系统的特性
7.2信号的采样与保持
7.2.1采样过程
7.2.2采样定理
7.2.3采样周期
7.2.4信号保持
7.3z变换和z反变换
7.3.1z变换定义
7.3.2z变换方法
7.3.3z反变换方法
7.4离散控制系统的数学模型
7.4.1差分方程及其求解
7.4.2脉冲传递函数
7.5离散控制系统的稳定性分析
7.5.1离散控制系统的稳定性条件
7.5.2离散控制系统的稳定性判据
7.6离散控制系统的稳态误差
7.6.1给定稳态误差
7.6.2扰动稳态误差
7.7离散控制系统的时域分析
7.7.1离散控制系统的动态响应
7.7.2闭环零、极点分布对瞬态响应的影响
7.8线性离散控制系统的数字校正
7.8.1数字控制器的模拟化和离散化
7.8.2最少拍控制系统的校正
7.8.3数字PID控制器
7.9MATLAB在离散控制系统中的应用
7.10本章小结
习题
第8章非线性控制系统
8.1非线性控制系统概述
8.1.1非线性控制系统的一般概念
8.1.2非线性控制系统的稳定性
8.1.3非线性控制系统的自持振荡
8.1.4非线性控制系统的分析方法
8.2典型非线性特性
8.3相平面法
8.3.1相平面图的绘制
8.3.2相平面图的性质
8.3.3二阶线性控制系统的相平面分析法
8.4描述函数法
8.4.1描述函数的基本概念
8.4.2典型非线性特性的描述函数
8.4.3用描述函数法分析非线性控制系统
8.4.4典型非线性特性的简化
8.5非线性控制系统设计
8.6MATLAB在非线性控制系统中的应用
8.7本章小结
习题
参考文献
