自动控制原理

前言

第一章 自动控制系统的基本概念1

第一节 自动控制的基本方式1

第二节 闭环控制系统的基本组成4

第三节 自动控制系统的分类6

第四节 对控制系统的基本要求7

习题8

第二章 线性连续系统的数学模型10

第一节 动态微分方程的编写10

第二节 非线性数学模型的线性化15

第三节 传递函数18

第四节 系统动态结构图25

第五节 信号流程图34

第六节 脉冲响应函数38

第七节 系统状态方程的描述38

习题46

第三章 控制系统的时域分析法49

第一节 典型输入信号和时域性能指标49

第二节 一阶系统分析51

第三节 二阶系统分析55

第四节 高阶系统分析64

第五节 稳定性分析及代数判据66

第六节 稳态误差分析及计算70

习题78

第四章 控制系统的根轨迹分析法82

第一节 根轨迹的基本概念82

第二节 绘制根轨迹的基本条件和基本规则83

第三节 系统根轨迹的绘制89

第四节 参量根轨迹90

第五节 系统性能的根轨迹分析92

习题95

第五章 控制系统的频率特性分析法97

第一节 频率特性的基本概念97

第二节 频率特性的表示方法100

第三节 典型环节的频率特性101

第四节 系统开环频率特性绘制110

第五节 用频率法分析系统的稳定性115

第六节 用频率法分析系统的稳态性能122

第七节 用开环频率特性分析系统的动态性能124

第八节 用闭环频率特性分析系统性能129

第九节 传递函数的实验求取132

习题134

第六章 频率法校正138

第一节 频率法校正的基本概念138

第二节 串联超前校正139

第三节 串联滞后校正143

第四节 相位滞后?超前校正146

第五节 期望串联校正151

第六节 并联校正154

第七节 PID控制器158

习题160

第七章 非线性系统分析162

第一节 控制系统中的典型非线性特性162

第二节 描述函数法164

第三节 用描述函数法分析非线性系统169

第四节 改善非线性系统性能的方法174

第五节 相平面分析法178

第六节 非线性系统的相平面分析183

习题186

第八章 线性离散控制系统的分析与综合188

第一节 离散控制系统概述188

第二节 连续信号的采样与复现189

第三节 Z变换及Z反变换193

第四节 线性离散系统的数学模型197

第五节 离散控制系统稳定性分析202

第六节 离散控制系统的稳态误差分析204

第七节 离散控制系统的动态性能分析207

第八节 数字控制器的模拟化设计212

第九节 数字控制器的离散化设计215

习题218

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第九章 MATLAB在自动控制原理中的应用220

第一节 MATLAB软件界面220

第二节 MATLAB程序基础222

第三节 Simulink操作简介228

第四节 线性控制系统仿真236

第五节 非线性控制系统仿真247

第六节 离散控制系统仿真249

习题251

附录253

附表1 常用函数拉普拉斯变换表253

附表2 拉普拉斯变换的主要定理254

附表3 常用Z变换表254

参考文献256

《自动控制原理(第3版)》是普通高等教育“十二五”规划教材之一。《自动控制原理(第3版)》是工科院校“自动控制原理”(经典控制部分)课程的教材或参考书。为了更好地体现本教材的特色，对第2版的内容进行了部分调整、补充，对基本概念和分析方法增加了相关例题，既方便教学，也方便学习。本教材涵盖了线性定常系统、非线性系统和线性离散系统三部分内容。重点对线性定常系统的时域分析法、频率特性分析法、非线性系统的描述函数分析法和线性离散系统内容作了全面的阐述。对线性定常系统的根轨迹分析法、非线性系统相平面分析法的主要内容作了简要介绍。《自动控制原理(第3版)》内容层次分明、概念清晰、重点突出、理论联系实际、例题贴切、应用性强。《自动控制原理(第3版)》可作为工科院校电气工程类、自动化类各专业的本科或非控制工程学科类硕士研究生的教材。主要章节(未带?号)内容也适合作为机电类、信息类及计算机应用专业或高职院校、成人教育及电视大学的相近专业学生学习控制技术的教材，也可供有关从事控制工程应用的技术人员参考。《自动控制原理(第3版)》备有电子课件，欢迎选用《自动控制原理(第3版)》作教材的老师登录注册后下载。《自动控制原理(第3版)》有配套的《自动控制原理学习指导、例题及习题解答》辅导学习参考书，已由机械工业出版社出版。【作者简介】孙炳达，1946年出生。自动化教授。1965进入广东工学院(现广东工业大学)工业企业电气化及自动化专业学习，毕业后留校任教并一直在高校工作。期间。1991—1993在The University of British Columbia(哥伦比亚大学电气工程系)加拿大等校学术交流及研究；2003年调入广东技术师范学院自动化系。任校学术带头人。曾兼任广东省自动化学会理事、中南电力电子学会理事、中国人工智能学会可拓工程专业委员会委员。 一直从事控制类相关专业本科及研究生主干课程教学。多次获优秀教学奖；长期从事工程应用研究，主要有：20世纪70年代，完成了广东省重大攻关项目：“广州机床厂12m龙门刨床晶闸管有环流可逆控制系统”(获省科技奖)，“广州染整厂压染机自动线”；80年代经美国专家Mr.Chary邀请，完成了“大型冷柜生产自动线”的设计及实验；90年代以来，从事自适应控制、智能控制、鲁棒控制的理论及应用研究，与同行合作编著有《自动控制原理》、《现代控制理论基础》、《实用电气工程师手册》、《电气技师实用手册》，在国内外发表专业论文70余篇，曾获广州市、广东省自然科学优秀学术论文奖。