自動控制原理

自動控制原理（第二版）

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作者：王敏、秦肖臻 編

出版日期：2008年9月 書號：978-7-122-03660-5

開本：16 裝幀：平 版次：2版1次 頁數：196頁

全書共分7章，第1章緒論，引入控制系統的基本概念、定義、術語；第2章控制系統的數學模型，介紹連續系統的時域模型、復域模型、狀態空間描述；第3章線性系統的時域分析，對系統動態性能、穩態性能和穩定性進行分析的方法作了詳細的討論；第4章線性系統的頻域分析，介紹線性系統的頻率特性和頻域分析方法；第5章線性系統的校正，介紹線性系統校正的原理和方法，著重討論了PID控制器的設計及其在系統校正中的作用。第6章採樣系統分析，介紹了z變換、脈衝傳遞函數以及離散系統的分析方法；第7章狀態空間分析設計，討論了線性定常系統的狀態空間分析和基本設計方法。

1 緒論

1．1 自動控制的基本概念

1．1．1 基本概念

1．1．2 開環控制與閉環控制的實例

1．2 自動控制理論的發展

1．2．1 經典控制理論

1．2．2 現代控制理論

1．2．3 大系統理論

1．2．4 智能控制

1．3 控制系統的分類

1．3．1 恆值系統和隨動系統

1．3．2 線性系統和非線性系統

1．3．3 連續系統和離散系統

1. 4 對控制系統的基本要求

1．4．1 穩定性

1，4．2 動態性能

1．4．3 穩態性能

本章小結

習題

2 控制系統的數學模型

2．1 基本概念

2．1．1 數學模型

2．1．2 控制系統

2．2 時域模型——微分方程

2．2．1 建立系統或元件微分方程的步驟

2．2．2 典型系統的微分方程

2．2．3 非線性方程線性化方法

2．3 復域模型——傳遞函數

2．3．1 傳遞函數的定義

2．3．2 傳遞函數的性質和物理意義

2．3．3 典型環節的傳遞函數

2．3．4 傳遞函數的表示方式和術語

2．4 控制系統方塊圖

2．4．1 方塊圖簡介

2，4．2 方塊圖的化簡

2．4．3 閉環系統的方塊圖和傳遞函數

2．5 狀態空間模型

2．5．1 狀態變數表達式相關概念

2．5．2 由微分方程建立狀態變數表達式

巳5．3 狀態變數表達式和傳遞函數的關係

本章小結

習題

3 線性系統的時域分析

3．1 系統的穩定性分析

3．1．1 穩定的概念

3．1．2 穩定的充要條件

3．1．3 勞斯穩定判據

3．2 二階系統的動態性能分析

3．2．1 典型輸入信號

3．2．2 動態性能指標

3．2．3 二階系統的時域響應

3．2．4 高階系統的時域響應

3．3 系統穩態性能分析

3．3．1 穩態誤差的定義

3．3．2 輸入信號作用下系統的穩態誤差

3．3．3 擾動信號作用時系統的穩態誤差

本章小結

習題

4 線性系統的頻域分析

4．1 線性系統的頻率響應

4．2 頻率特性的圖形表示

4．2．1 幅相頻率特性曲線

4．2．2 對數頻率特性曲線

4．3 奈奎斯特穩定判據

4．3．1 奈奎斯特穩定判據的數學基礎

4. 3．2 奈奎斯特穩定判據

4．4 控制系統的相對穩定性

4．4．1 相對穩定性

4．4．2 穩定裕度的求取

4．5 頻域響應分析

4，5．1 頻率性能指標

4．5．2 頻域指標與時域指標的關係

本章小結

習題

5 線性系統的校正

5. 1．2 校正的實質

5. 1．3 校正方式

5. 1．4 對數幅頻特性的形狀對系統性能指標的影響

5．2 常用校正裝置

5. 2．1 無源超前網路

5. 2．2 無源滯后網路

5．2．3 滯后—超前無源網路

5．3 串聯校正的頻率法設計

5．3．1 串聯超前校正

5．3．2 串聯滯后校正

5．3．3 串聯滯后—超前校正

5．4 PID調節器

5．4．1 PID的基本控制作用

5．4．2 PID控制器的參數確定

本章小結

習題

6 採樣系統分析

6．1 引言

6．2 信號的採樣與保持

6．2．1 採樣信號的數學表示

6．2．2 採樣信號的頻譜分析

6．2．3 採樣定理

6．2．4 信號的保持

6．3 z變換

6．3．1 z變換的定義

6．3．2 z變換的求法

6．3．3 z變換的性質

6．3．4 z反變換

6．4 採樣系統的脈衝傳遞函數

6．4．1 脈衝傳遞函數的定義和意義

6．4．2 脈衝傳遞函數的求法

6．4．3 開環脈衝傳遞函數

6．4．4 閉環脈衝傳遞函數

6．5 採樣系統分析

6．5．1 採樣系統的穩定性

6．5．2 採樣系統的穩態性能

6．5．3 採樣系統的動態性能

本章小結

習題

7 狀態空間分析設計

7．1 狀態空間的線性變換

7．1．1 線性變換

7．1．2 線性變換的不變性

7．1．3 線性系統的規範化

7．2 線性定常系統狀態方程的解

7．2．1 線性定常系統齊次方程的解

7．2．2 狀態轉移矩陣的性質

7．2．3 狀態轉移矩陣的求取，

7．2．4 非齊次狀態方程的解

7。3 線性連續系統的可控性與可觀測性分析

7．3．1 線性連續系統的可控性與可觀測性的概念

7．3．2 線性連續系統的可控性判據

7．3．3 線性定常連續系統的可觀測性判據

7．3．4 通過線性變換將單輸入系統化為可控標準型和可觀測標準型

7．3．5 對偶原理

7．3．6 傳遞函數矩陣與可控性、可觀測性的關係

7．4 線性定常系統的狀態反饋和極點配置

7．4．1 狀態反饋和輸出反饋

7．4，2 狀態反饋進行極點的任意配置

本章小結

習題

參考文獻