自动控制原理

第1章 自动控制的一般概念

1.1 自动控制的基本原理与方式

1.2 自动控制系统示例

1.3 自动控制系统的分类

1.4 对自动控制系统的基本要求

习题

第2章 控制系统的数学模型

2.1 控制系统的时域数学模型

2.2 控制系统的复数域数学模型

2.3 控制系统的结构图与信号流图

2.4 数学模型的实验测定法

习题

第3章 线性系统的时域分析法

3.1 系统时间响应的性能指标

3.2 一阶系统的时域分析

3.3 二阶系统的时域分析

3.4 高阶系统的时域分析

3.5 线性系统的稳定性分析

3.6 线性系统的稳态误差计算

习题

第4章 线性系统的根轨迹法

4.1 根轨迹法的基本概念

4.2 根轨迹绘制的基本法则

4.3 广义根轨迹

4.4 系统性能的分析

习题

第5章 线性系统的频域分析法

5.1 引言

5.2 频率特性

5.3 开环系统的典型环节分解和开环频率特性曲线的绘制

5.4 频率域稳定判据

5.5 稳定裕度

5.6 闭环系统的频率性能指标

习题

第6章 线性系统的校正方法

6.1 系统的设计与校正问题

6.2 常用校正装置及其特性

6.3 串联校正

6.4 反馈校正

6.5 复合校正

习题

第7章 线性离散系统的分析

7.1 离散系统的基本概念

7.2 信号的采样与保持

7.3 z变换理论

7.4 离散系统的数学模型

7.5 离散系统的稳定性与稳态误差

7.6 离散系统的动态性能分析

习题

第8章 非线性控制系统分析

8.1 非线性控制系统概述

8.2 常见非线性特性及其对系统运动的影响

8.3 相平面法

8.4 描述函数法

习题

第9章 非线性控制系统设计

9.1 反馈线性化方法

9.2 反步法

9.3 滑模控制方法简介

9.4 自适应控制方法简介

习题

第10章 PID和MPC控制算法

10.1 PID控制算法

10.2 MPC控制算法

习题

参考文献

本书的内容以经典控制理论为主，为了适应不同专业和不同层次教学的需要，各章所述的各种基本分析方法尽可能做到相对独立，以便使用者根据具体情况灵活选择。全书共分10章。主要内容分为4大部分：第1部分包括自动控制的基本概念，以及线性系统的数学模型、时域响应分析、根轨迹分析、频域特性分析、控制系统设计与校正，这些内容属于线性定常连续控制系统问题，阐明自动控制的3个基本问题，即模型、分析和控制；第2部分介绍离散控制系统理论，详细阐述z变换理论对离散信号的分析基础；第3部分阐述非线性系统的基本理论和分析方法，包括相平面法和描述函数法，目的是为学生进一步学习后续课程打下一定的基础；第4部分介绍非线性控制系统设计应用最广泛的两类控制算法——PID和MPC。本书是根据目前本科院校自动化专业“自动控制原理”课程的教学大纲编写的，既可作为普通高校电气工程自动化、通信、计算机、自动控制等专业的教材，也可作为科技人员的参考用书。