自动控制原理

第1章 自动控制系统的基本概念

1.1 开环控制系统与闭环控制系统

1.2 闭环控制系统的组成和基本环节

1.3 自动控制系统的类型

1.3.1线性系统和非线性系统

1.3.2 连续系统和离散系统

1.3.3 恒值系统、随动系统和程序控制系统

1.4 自动控制系统的性能指标

1.4.1稳定性

1.4.2稳态性能指标

1.4.3暂态性能指标

小结

思考题与习题

第2章 自动控制系统的数学模型

2.1 微分方程式的编写

2.1.1 机械系统

2.1.2 电气系统

2.1.3 液压系统

2.1.4 热工系统

2.2 非线性数学模型的线性化

2.3 传递函数

2.3.1 传递函数的定义

2.3.2 典型环节的传递函数及暂态特性

2.4 系统动态结构图

2.5 系统传递函数和结构图的等效变换

2.5.1 典型连接的等效传递函数

2.5.2 相加点及分支点的变位运算

2.5.3 系统开环传递函数

2.5.4 系统闭环传递函数

2.5.5 系统对给定作用和扰动作用的传递函数

2.6 信号流图

2.6.1 信号流图中的术语

2.6.2 信号流图的绘制

2.6.3 信号流图的基本简化法则

2.6.4 梅逊增益公式

2.7 用MATLAB求解线性微分方程和化简系统方框图

2.7.1 MATLAB中数学模型的表示

2.7.2 用MATLAB求解线性微分方程

2.7.3 MATLAB在系统方框图化简中的应用

小结

思考题与习题

第3章 自动控制系统的时域分析

3.1 自动控制系统的时域指标

3.1.1 对控制性能的要求

3.1.2 自动控制系统的典型输入信号

3.2 一阶系统的阶跃响应

3.2.1 一阶系统的数学模型

3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应

3.3 二阶系统的阶跃响应

3.3.1 典型二阶系统的动态特性

3.3.2 二阶系统动态性能指标

3.3.3 二阶系统特征参数与动态性能指标之间的关系

3.3.4 二阶工程最佳参数

3.3.5 零点、极点对二阶系统动态性能的影响

3.4 高阶系统的动态响应

3.5 自动控制系统的代数稳定判据

3.5.1 线性系统稳定性的概念和稳定的充分必要条件

3.5.2 劳斯判据

3.5.3 赫尔维茨判据

3.5.4 谢绪恺判据

3.5.5 参数对稳定性的影响

3.5.6 相对稳定性和稳定裕度

3.6 稳态误差

3.6.1 扰动稳态误差

3.6.2 给定稳态误差和误差系数

3.6.3 减小稳态误差的方法

3.7 用MATLAB进行系统时域分析

3.7.1 典型输入信号的MATLAB实现

3.7.2 系统的稳定性分析

3.7.3 MATLAB在求解系统给定稳态误差中的应用

小结

思考题与习题

第4章 根轨迹法

4.1 根轨迹法的基本概念

4.2 根轨迹的绘制法则

4.2.1 绘制根轨迹的一般法则

4.2.2 自动控制系统的根轨迹

4.2.3 零度根轨迹

4.2.4 参数根轨迹

4.3 用根轨迹法分析系统的动态特性

4.3.1 在根轨迹上确定特征根

4.3.2用根轨迹法分析系统的动态特性

4.3.3 开环零点对系统根轨迹的影响

4.3.4 开环极点对系统根轨迹的影响

4.3.5 偶极子对系统性能的影响

4.4 用MATLAB绘制根轨迹

4.4.1 根轨迹分析的MATLAB实现的函数指令格式

4.4.2 零度根轨迹的MATLAB绘制

4.4.3 参数根轨迹的MATLAB绘制

小结

思考题与习题

第5章 频率法

5.1 频率特性的基本概念

5.2 非周期函数的频谱分析

5.2.1 周期函数的傅氏级数分解

5.2.2 非周期函数的频谱

5.3 频率特性的表示方法

5.3.1 幅相频率特性

……

第6章 控制系统的校正及综合

第7章 非线性系统分析

第8章 线性离散系统的理论基础

本书阐述了经典控制理论的基本概念、原理和自动控制系统的各种分析方法，主要内容包括线性连续系统与离散系统的时域和频域理论，如系统的动态性能、静态性能、稳定性的分析和各种设计方法的运用等。本书从基本概念、基本分析方法入手，结合生产和生活中的实例，以时域分析方法为主线，时域分析和频域分析并进，在严谨的数学推导的基础上，利用直观的物理概念，引出系统参数与系统指标之间的内在联系。本书既可以作为高等学校自动化、仪表、电气传动、计算机、机械、化工、航天航空等相关专业的教材，也可供有关工程技术人员再学习时参考。

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