自動控制原理

本書討論了經典控制理論的基本概念、基本原理和基本方法，著重加強基本理論及應用的闡述。本書內容包括自動控制與自動控制系統的一般概念，控制系統的數學模型，控制系統的時域分析法、頻域分析法和根軌跡分析法，控制系統的穩定性、穩態性能及動態性能分析，控制系統的校正方法，控制系統的綜合分析與設計等。

根據教育部高等教育司的要求，化學工業出版社在2001年陸續出版了電類專業規劃教材。此套教材立足高職高專教育培養目標，遵循社會的發展需求，突出應用性和針對性，加強實踐能力的培養，為高職高專教育事業的發展起了很好的推動作用。一些教材多次重印，受到了廣大院校的好評。通過近幾年的教學實踐和全國高等職業教育如何適應各院校各學科體制的整合、專業調整的需求，化學工業出版社對此套教材組織了修訂工作。

修訂后的本書第二版，獲得普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。

本書是在第二版的基礎上改編而成，並獲得“十二五”職業教育國家規劃教材。

本書在保持原書編寫風格的情況下，對部分內容作了相應的增減，使其更加適應高職高專教育的特點和學科及專業調整的變化。刪除了部分章節中複雜的推導和過時的內容介紹，增加了控制系統的應用實例，加強了系統綜合分析和設計的內容。為加強內容的完整性，本書增加了非線性和離散控制系統的簡介。

第一章自動控制理論概述1

第一節自動控制理論的發展1

第二節自動控制與自動控制系統2

第三節自動控制系統應用示例6

第四節計算機輔助工具MATLAB

軟體簡介8

本章小結16

習題16

第二章控制系統的數學模型18

第一節控制系統的微分方程18

第二節控制系統的傳遞函數23

第三節控制系統的動態結構圖29

第四節反饋控制系統的傳遞函數34

第五節MATLAB中的數學模型

表示及等效變換36

本章小結39

習題40

第三章自動控制系統的時域分析法43

第一節時域分析法概述43

第二節一階系統的時域分析47

第三節二階系統的時域分析48

第四節高階系統的時域分析56

第五節MATLAB在系統時域

分析中的應用58

本章小結62

習題63

第四章自動控制系統的頻域分析法65

第一節頻域分析方法概述65

第二節開環系統的伯德圖分析68

第三節開環系統的乃奎斯特圖分析77

第四節閉環頻率特性與閉環頻域指標83

第五節MATLAB在系統頻域

分析中的應用84

本章小結87

習題87

第五章自動控制系統的根軌跡分析法90

第一節根軌跡分析法概述90

第二節根軌跡的繪製方法93

第三節MATLAB在系統根軌跡

分析中的應用100

本章小結103

習題103

第六章自動控制系統的穩定性分析105

第一節系統穩定性分析概述105

第二節系統穩定性的代數分析法107

第三節系統穩定性的頻率特性分析法110

第四節MATLAB在系統穩定性

分析中的應用119

本章小結123

習題123

第七章自動控制系統的穩態

性能分析126

第一節系統穩態性能分析概述126

第二節給定輸入信號作用

下的穩態誤差128

第三節擾動信號作用下的穩態誤差130

第四節根據頻率特性分析系統

的穩態性能132

第五節MATLAB在系統穩態性

能分析中的應用133

本章小結135

習題135

第八章自動控制系統的動態

性能分析137

第一節系統動態性能的頻域分析137

第二節系統動態性能的根軌跡分析142

第三節MATLAB在系統動態性

能分析中的應用147

本章小結150

習題151

第九章自動控制系統的性

能改善方法152

第一節自動控制系統性能改善概述152

第二節提高系統準確性的校正方法154

第三節改善系統動態性能的校正方法155

第四節PID控制對系統性能的影

響及PID控制器設計168

第五節MATLAB在改善系統性

能方面的應用172

第六節自動控制系統綜合分

析和設計實例174

第七節非線性控制系統和離

散控制系統簡述179

本章小結181

習題181

附錄AMATLAB函數命令索引表183

附錄B常用函數拉普拉斯

變換對照表185

參考答案186

參考文獻193