基于MATLAB的线性控制系统分析与设计

译者序

前言

第1章绪论

1.1引言

1.2控制系统简介

1.3定义

1.4历史背景

1.5数字控制的发展

1.6数学背景

1.7工程控制问题

1.8计算机知识

1.9本书要点

参考文献

第2章系统的方程描述

2.1引言

2.2电子元件与电路

2.3状态的概念

2.4传递函数和方框图

2.5机械传动系统

2.6模拟电路

2.7旋转运动机械系统

2.8齿轮传动的有效转动惯量和阻尼

2.9热力学系统

2.10液压线性执行器

2.11液位系统

2.12旋转功率放大器

2.13直流伺服电动机

2.14交流伺服电动机

2.15拉格朗日方程

2.16小结

参考文献

第3章微分方程的解

3.1引言

3.2控制系统的标准输入

3.3稳态响应：正弦输入

3.4稳态响应：多项式输入

3.5瞬态响应：经典法

3.6时间常数的定义

3.7二阶机械系统实例

3.8二阶电系统实例

3.9二阶系统的瞬态响应

3.10时间常数的详细说明

3.11CAD精确度检验(CADAC)

3.12状态变量方程

3.13特征值

3.14状态转移矩阵的计算

3.15状态方程式的完全解

3.16小结

参考文献

第4章拉普拉斯变换

4.1引言

4.2拉普拉斯变换的定义

4.3简单函数拉普拉斯变换的推导

4.4拉普拉斯变换理论

4.5CAD精确度检测(CADAC)

4.6拉普拉斯变换在微分方程中的应用

4.7反变换

4.8赫维赛德(Heaviside)部分分式展开定理

4.9部分分式展开的MATLAB实例

4.10求部分分式的捷径方法

4.11部分分式系数的图形解释

4.12通过零极点图确定频率响应

4.13极点位置与稳定性

4.14脉冲函数的拉普拉斯变换

4.15脉冲激励的二阶系统

4.16状态方程的解

……

第5章系统的描述

第6章控制系统的特性

第7章根轨迹

第8章频率响应

第9章基于频率响应的闭环跟踪特性

第10章根轨迹补偿设计

第11章频率响应补偿设计

第12章控制比建模

第13章设计：闭环零极点配置(状态变量反馈)

第14章参数敏感性和状态空间轨迹

第15章采样数据控制系统

第16章数字控制系统

附录

　　本书全面地论述了连续控制系统的分析、设计方法，具体包括常用时间函数的拉普拉斯变换和拉普拉斯变换定理、动态系统的数学模型、一阶和二阶系统的瞬态响应分析、工业自动控制器的基本控制作用、根轨迹分析、控制系统的频率响应分析、PID控制、应用频率响应法进行设计和补偿的技术、控制系统的状态空间分析及可控性和可观测性、控制系统的状态空间分析法及数字系统设计。书中列举了大量的用于控制系统分析与设计的MATLAB计算程序。　　本书通篇透彻的课堂验证并被证明是有价值的自学伙伴。本书就现代控制理论和常规控制系统设计的精深综述而言，其特征是深入的解释、图、计算和表格将数学保持在最小限度，而强调真实世界的工程挑战。本书强调CAD软件包的使用，以改善并简化有效控制系统的设计。　　本书每章给出了广泛收集的新的和实践的练习材料，本版保证可以作为工程教学的标准教材对前1版中出现的问题，修订了80%，以增强当前电子、航空、航天和机械应用所必要的概念。　　完全最新的和精简的内容具有学生友好的特征。第5版给出了使用MATLAB和TOTA-PC的广范示例，也给出了一个附录，列出了优化控制系统分析和设计的MATLAB函数；针对离散时间控制系统的设计，详细讲解了对伪连续时间控制系统的分析；强调计算机辅助设计的准确度检查(CADAC)；考虑设计灵敏度、可控性和可观性的重要性；并说明了设计变化对系统性能的影响。【作者简介】　　JohnJ.D.Azzo是俄亥俄州WrightPatterson空军基地空军技术研究所工程和管理研究生院的荣誉退职教授。作为电气与电子工程师学会的会员、美国航空与航天学会的联系会员和美国工程教育学会的成员，他是杰出国民生涯服务奖的获得者(1998年)。D.Azzo博士从纽约城市学院(纽约)获得电子与电气学士学位(1941)，从俄亥俄州州立大学(哥伦布)获得电子与电气学士学位(1950年)，并从英国索尔福德大学获得博士学位(1978年)。