自動控制原理

《自動控制原理》（雙語教材）採用中英雙語相結合的方式，全面地闡述了自動控制系統的基本理論與方法。本書共分7章，主要論述連續控制系統的分析和綜合方法，包括各類控制系統數學模型的建立和模型間的等效變換；利用經典控制理論中的時域分析法、根軌跡法和頻域分析法分析控制系統性能；應用PID控制和串聯校正等對系統進行設計。同時概述了計算機控制系統、過程式控制制系統和機電一體化系統。書中針對各章內容，適當增加了英文MATLAB應用實驗設計，編寫了大量英文閱讀材料和概念解析，便於雙語教學使用。

第1章自動控制系統概述

1.1引言

1.2自動控制系統的基本概念

1.3自動控制理論的發展

1.4自動控制系統的基本原理及組成

1.4.1開環控制

1.4.2閉環控制

1.4.3自動控制系統的基本組成

1.4.4自動控制系統的實例分析

1.5自動控制系統的分類

1.5.1恆值控制系統和隨動控制系統

1.5.2連續系統和離散系統

1.5.3單輸入單輸出系統和多輸入多輸出系統

1.5.4線性系統和非線性系統

1.5.5定常系統和時變系統

1.5.6其他類型

1.6控制系統的基本要求

1.7控制系統的設計概述

1.8MATLAB在本章中的應用

本章小結

習題

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電氣系統

2.2.2機械系統

2.3線性系統的傳遞函數

2.3.1傳遞函數的定義

2.3.2典型環節及其傳遞函數

2.3.3電氣網路的運算阻抗與傳遞函數

2.4控制系統的結構圖及其等效變換

2.4.1結構圖的組成

2.4.2控制系統結構圖的建立

2.4.3結構圖的等效變換

2.4.4信號相加點和分支點的移動和互換

2.4.5結構圖簡化示例

2.5信號流圖和梅遜公式

2.5.1信號流圖

2.5.2梅遜公式

2.6閉環傳遞函數的定義

2.6.1閉環系統概述

2.6.2閉環系統的傳遞函數

2.7非線性系統模型概述

2.8MATLAB在本章中的應用

本章小結

習題

第3章線性系統的時域分析

3.1引言

3.2系統時間響應的性能指標

3.3一階系統的時域分析

3.3.1一階系統的數學模型和結構圖

3.3.2一階系統的單位階躍響應

3.3.3一階系統的單位脈衝響應

3.3.4一階系統的單位斜坡響應

3.3.5一階系統的單位加速度響應

3.4二階系統的時域分析

3.4.1二階系統的單位階躍響應

3.4.2欠阻尼二階系統的動態性能分析

3.5高階系統時域分析法概述

3.6控制系統的穩定性分析

3.6.1穩定的基本概念和穩定的充分必要條件

3.6.2代數穩定判據

3.7控制系統穩態誤差的分析及計算

3.7.1穩態誤差的定義

3.7.2系統類型與穩態誤差

3.7.3給定輸入信號下的穩態誤差計算

3.7.4擾動作用下的穩態誤差計算

3.7.5減少穩態誤差的方法

3.8MATLAB在本章中的應用

本章小結

習題

第4章根軌跡法

4.1引言

4.2根軌跡的基本概念

4.3根軌跡繪製的基本規則

4.4廣義根軌跡

4.5系統性能的根軌跡法分析

4.5.1根軌跡分析法概述

4.5.2增加開環極點對控制系統的影響

4.徠5.3增加開環零點對控制系統的影響

4.5.4結論

4.6MATLAB在本章中的應用

本章小結

習題

第5章線性系統的頻域分析法

5.1引言

5.2頻率特性的基本概念

5.2.1頻率特性的定義

5.2.2頻率特性的表示方法

5.3典型環節的頻率特性及特性曲線的繪製

5.4頻域穩定判據及穩定裕量

5.4.1奈奎斯特穩定判據

5.4.2奈奎斯特穩定判據的應用

5.4.3對數穩定判據

5.4.4穩定裕量

5.5頻率特性與控制系統性能的關係

5.5.1控制系統性能指標

5.5.2開環對數幅頻特性與性能指標間的關係

5.6MATLAB在本章中的應用

本章小結

習題

第6章線性系統的校正方法

6.1引言

6.2系統校正的基本概念

6.2.1受控對象

6.2.2性能指標概述

6.2.3系統校正連接方式

6.2.4基本控制規律

6.3系統校正裝置

6.3.1超前校正裝置

6.3.2滯后校正裝置

6.3.3滯后超前校正裝置

6.3.4超前校正、滯后校正和滯后超前校正的比較

6.4反饋校正

6.4.1反饋校正的特點

6.4.2反饋校正系統的設計

6.4.3串聯校正與反饋校正比較

6.5MATLAB在本章中的應用

本章小結

習題

第7章計算機控制系統概述

7.1引言

7.2計算機控制系統概述

7.3A/D轉換採樣過程與採樣定理

7.3.1採樣過程

7.3.2採樣定理

7.3.3採樣周期在工程應用中的選擇方法

7.4採樣信號的復現

7.5離散控制系統的數學模型

7.5.1脈衝傳遞函數的定義

7.5.2開環採樣系統的脈衝傳遞函數

7.5.3閉環採樣系統的脈衝傳遞函數

7.6採樣控制系統的穩定性分析

7.7其他控制系統簡介

7.7.1過程式控制制系統簡介

7.7.2機電一體化系統簡介

7.8MATLAB在本章中的應用

本章小結

習題

附錄A拉普拉斯變換及反變換

附錄Bz變換定義及對照表

附錄C常用校正網路

附錄DBode圖的繪製規則

附錄E常用MATLAB命令

參考文獻