自動控制原理

自動控制原理是高等院校理工科學生的核心課程之一，本書主要講述自動控制系統理論及其應用，包括自動控制的基本概念、基本理論、分析與設計方法。全書共9章，分別講述自動控制系統的基本概念；控制系統的數學模型，包括狀態變數模型；控制系統的時域分析方法；線性系統的根軌跡分析方法；線性系統的頻域響應分析方法；控制系統的校正設計方法；狀態變數分析與設計；非線性系統，主要是相平面和描述函數法；數字控制系統。本書以培養應用研究和創新型人才為主線，通過貫穿全書的一系列新穎且充滿挑戰性的問題，並在問題答案的尋找過程中，使學生充分體會到發現的樂趣。

電子信息與電氣學科世界著名學者——瓦特

第1章緒論

1.1引言

1.2自動控制的定義和歷史回顧

1.3自動控制系統舉例及術語定義

1.3.1液位控制系統

1.3.2溫度控制系統

1.3.3自動控制系統術語定義

1.4自動控制系統的基本控制方式

1.4.1開環控制

1.4.2閉環控制

1.4.3複合控制

1.5自動控制系統分類

1.5.1按系統特性方程分

1.5.2按參考輸入信號的變化規律分

1.5.3按控制系統輸入量和輸出量類型及數量分

1.5.4按控制原理分

1.6自動控制系統的基本要求

1.7自動控制原理課程性質和內容

1.8小結

關鍵術語和概念

拓展您的事業——電子學

習題

電子信息與電氣學科世界著名學者——麥克斯韋

第2章控制系統的數學模型

2.1引言

2.2控制系統的時域數學模型

2.2.1微分方程與狀態變數數學模型

2.2.2線性定常微分方程的解

2.2.3非線性系統的線性化

2.2.4運動的模態

2.3控制系統的複數域數學模型

2.3.1傳遞函數的定義與性質

2.3.2傳遞函數的零點與極點

2.3.3傳遞函數用於分析控制系統性能

2.3.4傳遞函數數學模型建立舉例

2.4控制系統的方框圖與信號流圖

2.4.1控制系統的方框圖

2.4.2方框圖的等效變換和簡化

2.4.3信號流圖

2.4.4多輸入系統的傳遞函數

2.5輸入輸出模型與狀態變數模型之間的關係

2.5.1由輸入輸出模型轉換為狀態變數模型

2.5.2由狀態變數模型轉換為輸入輸出模型

2.5.3線性定常系統在坐標變換下的特性

2.6數學模型的實驗測定法

2.6.1數學模型實驗測定的主要方法

2.6.2數學模型的工程辨識

2.7MATLAB用於控制系統模型建立與模擬

2.8小結

關鍵術語和概念

拓展您的事業——電氣工程

習題

電子信息與電氣學科世界著名學者——維納

第3章控制系統時域分析

3.1引言

3.1.1典型輸入信號

3.1.2時域性能指標

3.2控制系統時域分析

3.2.1一階系統的時域分析

3.2.2典型二階系統的時域分析

3.2.3高階系統的時域分析

3.2.4MATLAB分析控制系統時域響應

3.3線性定常系統的穩定性分析

3.3.1穩定性定義及線性定常系統穩定的充分必要條件

3.3.2勞斯穩定判據

3.3.3赫爾維茨穩定判據

3.3.4勞斯穩定判據的應用

3.4控制系統的穩態誤差分析

3.4.1誤差定義及穩態誤差

3.4.2穩態誤差的計算

3.4.3穩動態誤差係數

3.4.4擾動作用下的穩態誤差

3.4.5減小或消除穩態誤差的措施

3.5小結

關鍵術語和概念

拓展您的事業——自動化

習題

電子信息與電氣學科世界著名學者——伊文思

第4章根軌跡技術

4.1引言

4.1.1根軌跡的基本概念

4.1.2根軌跡方程

4.2根軌跡繪製的基本法則

4.3廣義根軌跡

4.3.1參數根軌跡

4.3.2正反饋或非最小相位系統的根軌跡

4.4時滯系統的根軌跡

4.5根軌跡法在控制系統中的應用

4.6小結

關鍵術語和概念

拓展您的事業——計算機科學

習題

電子信息與電氣學科世界著名學者——奈奎斯特

第5章線性定常系統的頻域分析法

5.1引言

5.1.1頻率特性的基本概念與定義

5.1.2頻率特性的幾何表示法

5.2典型環節頻率特性曲線的繪製

5.3系統開環頻率特性

5.3.1開環幅相頻率特性曲線的繪製

5.3.2開環對數頻率特性曲線

5.3.3傳遞函數的頻域實驗確定

5.4線性定常系統的頻域穩定判據

5.4.1奈奎斯特穩定判據的數學基礎

5.4.2奈奎斯特穩定判據

5.4.3對數頻率特性穩定判據

5.5相對穩定性——穩定裕度

5.6閉環系統的頻域響應

5.6.1閉環系統的頻域性能指標

5.6.2典型二階系統的Mr、ωr和帶寬BW

5.6.3確定閉環頻率特性的圖解法——尼科爾斯圖

5.6.4頻域指標和時域指標的轉換

5.7MATLAB在系統頻域分析中的應用

5.8小結

關鍵術語和概念

拓展您的事業——通信系統

習題

電子信息與電氣學科世界著名學者——伯德