自动控制原理实验教程

第1章　基础知识　1.1　线性定常系统概述 1.1.1 线性定常系统的数学模型和基本性质 1.1.2　线性定常系统的基本动力学特性 1.1.3　线性定常系统的典型结构 1.1.4　系统的稳定性分析　1.2　线性定常系统的品质分析 1.2.1　单位阶跃响应的性能指标 1.2.2　系统稳态误差分析 1.2.3 闭环频率特性和系统阶跃响应的关系 1.2.4 开环频率特性和系统阶跃响应的关系 1.2.5　根轨迹方法 1.2.6　系统的校正方法　1.3　线性定常系统的状态空间方法 1.3.1 线性定常系统的状态空间模型

第1章　基础知识　1.1　线性定常系统概述 1.1.1 线性定常系统的数学模型和基本性质 1.1.2　线性定常系统的基本动力学特性 1.1.3　线性定常系统的典型结构 1.1.4　系统的稳定性分析　1.2　线性定常系统的品质分析 1.2.1　单位阶跃响应的性能指标 1.2.2　系统稳态误差分析 1.2.3 闭环频率特性和系统阶跃响应的关系 1.2.4 开环频率特性和系统阶跃响应的关系 1.2.5　根轨迹方法 1.2.6　系统的校正方法　1.3　线性定常系统的状态空间方法 1.3.1 线性定常系统的状态空间模型 1.3.2　单输人系统的可控性 1.3.3　单输出系统的可观测性 1.3.4　传递函数的动态方程实现 1.3.5　状态反馈和极点配置 1.3.6　全维状态观测器 1.3.7　系统稳定性分析　1.4　采样系统理论 1.4.1　采样过程和采样定理 1.4.2　零阶保持器 1.4.3　脉冲传递函数 1.4.4　采样系统的稳定性 1.4.5 闭环极点与瞬态响应之间的关系 1.4.6 稳态误差 1.4.7　最小拍无差系统　1.5　非线性系统分析 1.5.1　相平面法基础 1.5.2　线性系统的相轨迹 1.5.3　相轨迹作图 1.5.4 由相平面求时间解 1.5.5　非线性系统相平面分析 1.5.6　非线性系统的描述函数分析　本章思考题第2章 实验基本理论和方法 2.1　概述 2.2　典型的测试信号 2.3　控制系统动态特性的基本测试方法 2.3.1 控制系统动态特性的时域测试法 2.3.2　控制系统动态特性的频域测试法 2.4 实验调试及测试数据处理 2.4.1 测量 2.4.2　误差的定义和分类 2.4.3　实验结果的处理 2.5 实验要求 2.5.1 预习要求 2.5.2 实验要求 2.5.3　实验报告要求 本章思考题第3章 自动控制系统的模拟计算机仿真 3.1 概述 3.2 自动控制原理模拟机的组成 3.2.1　组成运算部件的基本原理 3.2.2　主要运算部件 3.3　典型环节的模拟 3.3.1 比例环节 3.3.2 积分环节 3.3.3 微分环节 3.3.4　惯性环节 3.3.5 比例积分环节 3.3.6 比例微分环节　　……第4章　自动控制系统的数字计算工机仿真第5章　自动控制系统的混合计算工机仿真第6章　实验单元第7章　典型自动控制系统的综合实验第8章　虚拟仪器的应用参考文献

本书根据《全国高等学校自动化专业系列教材》编委会制定的“自动控制原理实验教程”大纲，配合大多数高等理工科院校“自动控制原理”课程教材的基本内容和教学要求编写的，也兼顾了非自动化专业本科生、硕士研究生的教学要求。 书中首先简单介绍自动控制原理的基础知识和实验的基本方法，系统地讲解了自动控制系统的模拟计算机仿真、数字计算机仿真和混合计算机仿真，紧密结合“自动控制原理”课程的基本内容，设计出多个验证性和设计性实验单元。为了加强工程训练和综合应用能力的培养，还着重安排了综合性实验单元。最后介绍了虚拟仪器技术在自动控制原理实验中的应用。书中各部分内容保持了相对的独立性，以便不同的学校根据实验设备与实验课时选用。 本书可作为高等学校本科生、专科生及成人教育、继续教育学生学习自动控制原理和进行自动控制原理实验的教材，也可作为非自动化专业硕士研究生的参考书。

本教程是“自动控制原理”课程的一本配套教材，紧密结合“自动控制原理”课程的基本内容，设计出多样的实验单元，同时也兼顾“自动控制原理实验”作为一门独立实验课程在知识上的独立性和完整性。本教程以提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力为目的。 本教程教学实验基本涵盖自动控制原理的主要知识单元。实验内容安排上遵循由简到难、循序渐进的原则；实验环节设计上分为验证性、设计性和综合性三种类型；实验单元设计成多种类、多类型，可供不同学校根据自身条件进行选择，并对目前控制实验中最常用的技术手段和方法进行了集中介绍。 本教程适用对象为高等学校自动化专业本科生和非自动化专业研究生。