自动控制原理

前言

第1章 基础知识

1．1信号

1．1．1信号的描述与分类

1．1．2奇异信号

1．1．3正弦信号

1．1．4信号的基本特性与运算

1．2系统

1．2．1系统简介

1．2．2系统的特性与分类

1．2．3系统的校正

1．3对控制的基本认识

1．3．1控制的主要目的

1．3．2控制的基本方式

1．3．3控制的基本要求

本章小结

习题1

第2章 系统的数学模型

2．1由系统原理图画功能框图

2．2系统数学模型的建立

2．2．1基本方法

2．2．2动态结构图的等效变换

2．2．3信号流图与Mason公式

2．3系统的传递函数

2．3．1系统的开环传递函数

2．3．2系统的闭环传递函数

2．3．3系统的误差传递函数

2．4系统数学模型的试验测定

2．4．1试验测定数学模型的主要方法

2．4．2时域测定法

2．5系统的模拟

2．5．1连续系统的模拟

2．5．2离散系统的模拟

本章小结

习题2

第3章 时域分析

3．1时域分析法及其特点

3．1．1时域分析法与时域指标

3．1．2时域分析法的主要特点

3．2系统时域解的结构

3．2．1自由响应与强迫响应

3．2．2零输入响应与零状态响应

3．2．3瞬态响应与稳态响应

3．3连续信号与系统控制的时域分析

3．3．1连续信号的时域分析

3．3．2用卷积法求零状态响应

3．3．3一、二阶系统的时域分析

3．3．4高阶系统的时域分析

3．3．5系统的稳定性分析

3．3．6系统的稳态误差分析

3．3．7MATLAB在时域分析法中的应用

3．4离散信号与系统控制的时域分析(选学)

3．4．1离散时间基本信号

3．4．2离散时间系统的差分方程及其求解

3．4．3用卷积和求零状态响应

本章小结

习题3

第4章 频域分析

4．1频域分析法及其特点

4．1．1频域分析法

4．1．2频域分析法的主要特点

4．2连续信号与系统控制的频域分析

4．2．1信号的频谱

4．2．2信号的傅里叶变换

4．2．3采样定理

4．2．4连续系统的频域分析

4．2．5连续系统的频率特性

4．2．6 Nyquist稳定判据与对数频率稳定判据

4．2．7系统Bode图的三频段分析与闭环特性

4．2．8系统频域指标与时域指标的关系

4．3 MATLAB在频域分析法中的应用

本章小结

习题4

第5章 复频域分析

5．1复频域分析法及其特点

5．1．1复频域分析法

5．1．2复频域分析法的主要特点

5．2连续系统的复频域分析

5．2．1拉氏变换

5．2．2用拉氏变换法求解微分方程

5．2．3RLC电路的复频域分析

5．2．4闭环系统的根轨迹

5．2．5利用根轨迹分析系统的性能

5．3离散系统的复频域分析

5．3．1。变换

5．3．2用z变换解差分方程

5．3．3信号的采样与恢复

5．3．4离散系统的脉冲传递函数

5．3．5离散系统的表示和模拟

5．3．6离散系统的性能分析

5．4 MATLAB在复频域分析中的应用

5．4．1MATLAB在根轨迹分析中的应用

5．4．2MATLAB在离散系统中的应用

本章小结

习题5

第6章 控制系统的校正与设计

6．1概述

6．1．1系统校正与设计的基本步骤

6．1．2系统校正与设计的性能指标

6．1．3系统校正的方式、方法和控制规律

6．2常用校正装置及其特性

6．2．1无源校正装置

6．2．2有源校正装置

6．3串联校正装置的频域设计

6．3．1超前校正的设计

6．3．2滞后校正的设计

6．3．3滞后一超前校正的设计

6．4反馈校正

6．4．1反馈校正的主要作用

6．4．2反馈校正设计举例

6．5复合校正

6．5．1按输入补偿的复合校正

6．5．2按干扰补偿的复合校正

6．6根轨迹法在系统校正中的应用

6．6．1用根轨迹法设计超前校正

6．6．2用根轨迹法设计滞后校正

6．7MATLAB在系统校正设计中的应用

6．7．1MATLAB相关函数介绍

6．7．2MATLAB在根轨迹校正设计中的应用

6．7．3MATLAB在频率响应校正设计中的应用

本章小结

习题6

第7章 非线性控制系统的分析

7．1典型非线性特性及其对系统性能的影响

7．2非线性控制系统的分析方法

7．2．1相平面法

7．2．2非线性控制系统的相平面分析

7．2．3描述函数法

7．2．4用描述函数法分析非线性控制系统

本章小结

习题7

第8章 状态空间分析与综合

8．1系统的状态空间描述

8．1．1系统的状态空间表达式

8．1．2状态空间表达式的建立

8．2系统的运动分析

8．2．1线性定常连续时间系统状态方程的求解

8．2．2线性时变连续时间系统状态方程的求解

8．2．3线性离散时间系统状态方程的求解

8．2．4线性连续时间系统的离散化

8．3线性控制系统的能控性和能观性

8．3．1能控性及其判定

8．3．2能观性及其判定

8．3．3能控性与能观性的对偶关系

8．3．4能控标准型与能观标准型

8．3．5线性系统的结构分解

8．4稳定性与李雅普诺夫方法

8．4．1李雅普诺夫稳定性定义

8．4．2李雅普诺夫第一法

8．4．3李雅普诺夫第二法

8．5线性定常系统的综合

8．5．1反馈控制系统的基本结构及其特性

8．5．2闭环系统的极点配置

8．5．3状态观测器及其实现

8．5．4带观测器的状态反馈系统

本章小结

习题8

参考文献

《自动控制原理》按照“基础知识”、“数学模型”、“经典分析”、“现代分析”的顺序编写，在每种分析中，先研究连续信号与离散信号，再研究连续系统与离散系统。本书的主要内容有：基础知识、系统的数学模型、时域分析、频域分析、复频域分析、控制系统的校正与设计、非线性控制系统的分析、状态空间分析与综合。

与现有的“自动控制原理”教材相比，本书系统地补充了必需的“信号与系统”内容，以尽量满足教学的实际需求。《自动控制原理》可作为普通高等院校电气工程类、自动化类专业与机械工程类各专业“自动控制原理”课程的教材或参考书，全书参考学时数为90学时左右。