自动控制原理及应用

第1章 绪论

1.1 自动控制系统的基本概念

1.1.1 自动控制和自动控制系统

1.1.2 自动控制系统的控制方式

1.1.3 自动控制系统的组成

1.2 自动控制系统的分类

1.2.1 按给定值的变化规律分类

1.2.2 按系统的信号形式分类

1.2.3 按系统的特性分类

1.3 自动控制系统的基本要求

1.3.1 稳定性

1.3.2 快速性

1.3.3 准确性

1.4 应用实例

本章小结

习题

第2章 自动控制系统的数学模型

2.1 控制系统的微分方程

2.1.1 微分方程建立的实例

2.1.2 线性常微分方程的求解

2.2 控制系统的传递函数

2.2.1 传递函数的概念

2.2.2 典型环节的传递函数

2.3 控制系统的动态结构图

2.3.1 动态结构图的基本概念

2.3.2 动态结构图的建立

2.3.3 动态结构图的化简

2.4 应用实例

本章小结

习题

第3章 控制系统的时域分析法

3.1 控制系统的典型输入信号和时域性能指标

3.1.1 典型输入信号

3.1.2 控制系统的时域指标

3.2 典型系统的时域分析

3.2.1 一阶系统的时域分析

3.2.2 二阶系统的时域分析

3.3 控制系统的稳定性分析

3.4 控制系统的稳态误差计算

3.4.1 稳态误差的定义

3.4.2 控制系统的型别

3.4.3 给定稳态误差及误差系数

3.4.4 扰动稳态误差的计算

3.4.5 减小系统稳态误差的方法

3.5 应用实例

本章小结

习题

第4章 控制系统的根轨迹分析方法

4.1 根轨迹的基本概念

4.1.1 根轨迹的概念

4.1.2 根轨迹方程

4.2 根轨迹绘制的基本规则

4.3 利用根轨迹法分析控制系统的性能

4.3.1 闭环零、极点分布与动态响应的关系

4.3.2 利用主导极点法分析系统性能

4.3.3 增加开环零、极点对系统性能的影响

4.4 应用实例

本章小结

习题

第5章 控制系统的频域分析法

5.1 系统频率特性的基本概念

5.1.1 频率特性的定义

5.1.2 频率特性的性质

5.1.3 频率特性的图形表示

5.2 典型环节的频率特性

5.3 系统开环频率特性曲线的绘制

5.3.1 系统开环幅相频率特性曲线的绘制

5.3.2 系统开环对数频率特性曲线的绘制

5.4 利用频率特性法分析控制系统的性能

5.4.1 控制系统的稳定性分析

5.4.2 控制系统的性能分析

5.4.3 典型控制系统的频域分析

5.5 应用实例

本章小结

习题

第6章 控制系统的校正方法

6.1 控制系统校正的基本概念

6.1.1 校正方式

6.1.2 基本控制规律

6.2 串联校正

6.2.1 串联超前校正

6.2.2 串联滞后校正

6.2.3 串联滞后-超前校正

6.3 反馈校正

6.3.1 反馈校正的基本原理

6.3.2 反馈校正的形式

6.4 自动控制系统的工程设计方法

6.4.1 串联校正的期望频率特性法原理

6.4.2 系统期望开环对数频率特性的建立

6.4.3 校正装置的工程设计法

6.5 应用实例

本章小结

习题

第7章 采样控制系统

7.1 采样控制系统的基本概念

7.1.1 采样控制系统的结构与特点

7.1.2 信号的采样与复现

7.2 采样控制系统的数学模型

7.2.1 z变换与逆z变换

7.2.2 差分方程和脉冲传递函数

7.3 采样控制系统的性能分析

7.3.1 采样控制系统的稳定性分析

7.3.2 采样控制系统的动态性能分析

7.3.3 采样控制系统的稳态误差

7.4 应用实例

本章小结

习题

第8章 控制系统的MATLAB仿真应用

8.1 MATLAB仿真基础

8.1.1 MATLAB系统概述

8.1.2 MATLAB的编程基础

8.1.3 MATLAB语言的矩阵运算与符号运算

8.1.4 MATLAB语言的图形功能

8.1.5 MATLAB程序设计

8.1.6 Simulink仿真基础

8.2 MATLAB在控制系统仿真中的应用

8.2.1 MATLAB用于控制系统的建模

8.2.2 MATLAB用于控制系统的时域分析

8.2.3 MATLAB用于控制系统的根轨迹分析

8.2.4 MATLAB用于控制系统的频域分析

8.2.5 MATLAB用于控制系统的频域法校正

8.3 Simulink在控制系统仿真中的应用

8.3.1 控制系统的Simulink模型的建立

8.3.2 控制系统的Simulink仿真

8.4 应用实例

8.4.1 液压位置伺服系统

8.4.2 玻璃窑炉的温度控制系统

本章小结

习题

附录常用函数的拉普拉斯变换与z变换表

参考文献

《自动控制原理及应用/21世纪高等院校自动化类实用规划教材》是根据培养应用型人才的基本要求编写的，系统地介绍了自动控制原理经典控制理论部分的主要内容。全书共分8章，内容包括绪论、自动控制系统的数学模型、控制系统的时域分析法、控制系统的根轨迹分析方法、控制系统的频域分析法、控制系统的校正方法、采样控制系统及控制系统的MATLAB仿真应用。《自动控制原理及应用/21世纪高等院校自动化类实用规划教材》从工程实际应用出发，内容全面，重点突出，叙述深入浅出、循序渐进、通俗易懂，每章都配有一定数量的例题和习题，并附有教学目标和本章小结，便于教师教学和学生自学。《自动控制原理及应用/21世纪高等院校自动化类实用规划教材》可作为应用型本科院校、高职高专院校及成人高校的电气、自动化及机电类各专业的教材或教学参考书，也可供工程技术人员参考。

在保证基本理论够用的前提下，侧重于自动控制系统分析和设计方法的阐述。坚持“以应用为目的，以必需、够用为度”的原则，加强理论联系实际，充实应用实例，“以例释理”。