连续与离散控制系统

第1章绪论

1.1概述

1.2自动控制系统的结构原理及基本要求

1.3控制系统的分类和特点

1.4控制系统的发展概况和展望

习题

第2章连续控制系统的机理建模

2.1概述

2.2控制系统的微分方程描述

2.3控制系统的框图和传递函数

2.4控制系统的状态空间描述

2.5各种模型间的转换

2.6非线性系统的偏微线性化

2.7MATLAB在建模中的应用

习题

第3章控制系统的稳定性

3.1稳定性的概念

3.2系统稳定性的判定

3.3系统稳定性的MATLAB仿真

习题

第4章连续控制系统的时域分析

4.1典型输入信号及动态性能指标

4.2一阶系统的动态分析

4.3二阶系统的动态分析

4.4高阶系统及二阶近似

4.5控制系统的稳态误差

4.6系统性能的MATLAB仿真

习题

第5章频率特性法

5.1频率特性与频率特性法

5.2基本环节的频率特性

5.3频率特性指标

5.4开环频率特性的系统分析方法

5.5控制系统的频率法校正

5.6频率特性法的MATLAB仿真

习题

第6章根轨迹法

6.1基本概念

6.2绘制根轨迹图的基本规则

6.3绘制根轨迹图

6.4特殊根轨迹

6.5开环零极点对根轨迹的影响

6.6利用根轨迹法进行系统性能分析

6.7利用根轨迹法校正

6.8根轨迹的MATLAB仿真

习题

第7章连续域现代控制理论基础

7.1线性定常系统状态方程的解

7.2控制系统的可控性和可观性

7.3线性定常系统的线性变换

7.4控制系统的状态空间设计

7.5状态空间法的MATLAB仿真

习题

第8章非线性控制系统

8.1非线性控制系统概述

8.2描述函数法

8.3相平面法

8.4非线性系统在MATLAB中应用

习题

第9章数据采集与数据保持

9.1概述

9.2信号采样问题

9.3零阶保持器和一阶保持器

习题

第10章Z变换

10.1概述

10.2Z变换的定义

10.3常用的典型函数的Z变换

lO.4Z变换的收敛域

10.5求Z变换的四种方法

10.6Z变换的性质和基本定理

10.7Z反变换

10.8扩展的Z变换(改进的Z变换)

10.9MATLAB在部分分式展开和Z反变换中的应用

习题

第11章线性离散控制系统数学描述与分析

11.1概述

11.2线性差分方程

11.3脉冲响应与线性卷积

11.4脉冲传递函数(Z传递函数)

11.5离散状态空间描述

11.6连续系统状态方程的离散化

11.7线性定常离散系统的稳定性分析

11.8离散控制系统的稳态误差分析

11.9离散控制系统的频率响应特性

11.10MATLAB在模型转换、稳定性、稳态误差和规范型转换中的应用

习题

第12章离散控制系统的经典法设计

12.1概述

12.2控制系统的离散化方法

12.3PID控制器及其算式

12.4具有史密斯纯滞后补偿的PID控制器

12.5大林算法

12.6数字PID控制器的参数整定

12.7用MATLAB进行连续模型的离散化等效和PID参数仿真研究

习题

第13章数字控制器的直接设计

13.1概述

13.2W’平面的频域法设计

13.3根轨迹设计

13.4MATLAB在根轨迹中的应用

习题

第14章状态空间分析和设计

14.1离散系统的可控性和可观测性

14.2离散控制系统状态反馈的极点配置设计

14.3观测器的设计

14.4MATLAB在现代控制理论中的应用

习题

第15章离散最优控制系统

15.1概述

15.2离散二次型最优控制的性能指标

15.3离散二次型最优控制的设计

15.4稳态二次型最优控制

15.5MATLAB在最优控制系统设计中的应用

习题

第16章系统辨识

16.1被控对象的建模

16.2最小二乘法参数估计

16.3用飞升特性曲线法求取数学模型

习题

第17章离散控制系统采样周期的选择

17.1概述

17.2影响采样的主要因素

17.3采样周期的选取方法

17.4用MATLAB仿真研究采样周期T对系统稳定性的影响

习题

第18章模糊控制

18.1模糊控制技术的发展及应用概况

18.2模糊数学基础

18.3模糊控制原理

18.4基本模糊控制器的设计双输入温度模糊控制系统

18.5MATLAB在模糊控制中的应用

习题

第19章离散控制系统设计与实现

19.1概述

19.2离散控制系统设计的基本原则和主要步骤

19.3控制系统的设计及其实现过程

19.4控制系统的设计举例

习题

参考文献

附录常用拉普拉斯变换和z变换表

　　本书是为电气、测控与仪器、自动化以及机电类各专业本科生的教学需要而编写的。全书共分19章，分别介绍了连续与离散控制系统的基本结构和原理、各种类型、基本特点、发展概况及趋势；连续控制系统的基本理论和方法；离散控制系统的相关理论和设计方法。本书可作为高等院校自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化等专业的本科教材和主要参考书，并且可供控制工程领域的专业技术人才自学和参考。　　本书系统介绍了连续与离散控制系统的基本理论和方法。全书共分19章，内容包括系统模型的建立及转换、系统的基本性能及指标、频域特性法、根轨迹法、状态空间法、非线性系统分析方法、数据采集与数据保持、Z变换、差分方程求解、脉冲传递函数、状态空间和系统稳定性判定、离散控制系统的经典法设计、数字控制器的直接设计、状态空间分析与设计、最优控制、最小二乘法离线和在线辨识、采样周期选取、模糊控制等，最后给出控制系统的设计实例。每章详细介绍了MATLAB对控制系统进行计算机分析和应用仿真的实例，并提供一定数量的习题。　　本书可作为高等院校自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化等专业的本科教材和主要参考书，并且可供控制工程领域的专业技术人才自学和参考。