控制工程基礎

目錄
前言
第1章緒論
1.1自動控制理論的發(fā)展概述
1.2控制系統(tǒng)工作原理
1.3自動控制系統(tǒng)的類型
1.3.1按信號流向劃分
1.3.2按輸入信號的特征分類
1.3.3按描述元件的動態(tài)方程分類
1.3.4按信號的傳遞是否連續(xù)分類
1.3.5按系統(tǒng)的參數(shù)是否隨時間變化分類
1.4自動控制系統(tǒng)的基本要求
1.4.1穩(wěn)定性
1.4.2快速性
1.4.3穩(wěn)態(tài)性能
1.5小結
1.6習題
第2章線性控制系統(tǒng)的運動方程及模型
2.1控制系統(tǒng)的時域數(shù)學模型
2.1.1線性系統(tǒng)微分方程的建立
2.1.2線性系統(tǒng)的重要特征
2.1.3非線性微分方程的線性化
2.1.4運動的模態(tài)
2.2控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2.2.1傳遞函數(shù)的概念
2.2.2關于傳遞函數(shù)的幾點說明
2.2.3典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)
2.3控制系統(tǒng)的結構圖（框圖）
2.3.1結構圖的組成和建立
2.3.2結構圖的等效變換和簡化
2.3.3典型閉環(huán)控制系統(tǒng)的結構圖及其傳遞函數(shù)
2.4信號流圖
2.4.1信號流圖的概念
2.4.2梅森公式
2.5小結
2.6習題
第3章線性系統(tǒng)的時域和頻域分析方法
3.1線性系統(tǒng)的時域分析法
3.1.1典型輸入信號
3.1.2線性系統(tǒng)的時域分析
3.1.3二階系統(tǒng)的瞬態(tài)性能指標
3.2線性系統(tǒng)的根軌跡分析法
3.2.1根軌跡的概念
3.2.2幅值條件和相角條件
3.2.3繪制根軌跡的基本法則
3.2.4根軌跡法分析系統(tǒng)的性能
3.2.5增加開環(huán)零極點對根軌跡的影響
3.2.6增加開環(huán)偶極子對根軌跡的影響
3.3線性系統(tǒng)的頻域分析法
3.3.1頻率特性的基本概念
3.3.2頻率特性的圖示方法
3.3.3典型環(huán)節(jié)的頻率特性
3.3.4系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性
3.3.5最小相位系統(tǒng)、非最小相位系統(tǒng)
3.4小結
3.5習題
第4章閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
4.1穩(wěn)定性和勞斯判據(jù)
4.1.1穩(wěn)定性的基本概念
4.1.2線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件
4.1.3勞斯穩(wěn)定判據(jù)
4.1.4勞斯判據(jù)的應用
4.2輻角定理和奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
4.2.1輻角定理
4.2.2奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
4.2.3奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的應用
4.3伯德圖的穩(wěn)定性分析
4.4基于頻率特性的性能分析與優(yōu)化
4.4.1幅值裕度
4.4.2相角裕度
4.4.3利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)性能
4.5控制系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性
4.5.1用向量法求閉環(huán)頻率特性
4.5.2等M圓圖和等N圓圖
4.5.3尼柯爾斯圖
4.5.4利用閉環(huán)幅頻特性分析和估算系統(tǒng)的性能
4.6小結
4.7習題
第5章閉環(huán)控制系統(tǒng)的誤差分析
5.1穩(wěn)態(tài)誤差分析
5.1.1穩(wěn)態(tài)誤差的定義
5.1.2控制系統(tǒng)的型別
5.1.3給定輸入作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
5.1.4擾動輸入作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
5.2穩(wěn)態(tài)誤差與對數(shù)幅頻特性曲線的關系
5.2.1穩(wěn)態(tài)位置誤差系數(shù)的確定
5.2.2穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)的確定
5.2.3穩(wěn)態(tài)加速度誤差系數(shù)的確定
5.2.4降低穩(wěn)態(tài)誤差的方法
5.3小結
5.4習題
第6章自動控制系統(tǒng)的校正
6.1控制系統(tǒng)校正的基本概念
6.1.1校正方式
6.1.2性能指標
6.1.3設計方法
6.1.4基本控制規(guī)律
6.2串聯(lián)校正裝置及其特性
6.3串聯(lián)校正的設計
6.3.1串聯(lián)校正的頻域法設計
6.3.2串聯(lián)校正的根軌跡法設計
6.3.3串聯(lián)校正的期望對數(shù)頻率特性設計法
6.4反饋校正的設計
6.4.1反饋校正裝置對系統(tǒng)特性的影響
6.4.2反饋校正裝置的設計方法
6.4.3反饋校正的特點
6.5復合控制校正
6.6小結
6.7習題
第7章控制系統(tǒng)實例
7.1直流電動機的控制
7.1.1電樞控制
7.1.2磁場控制
7.1.3直流電動機的反饋控制
7.2樓宇電梯的拖動控制系統(tǒng)
7.3分體單冷空調自動控制系統(tǒng)
7.3.1分體單冷空調的基本工作原理
7.3.2分體單冷空調自動控制系統(tǒng)結構
7.4鍋爐設備的控制
7.4.1汽包水位控制
7.4.2蒸汽過熱系統(tǒng)的控制
7.4.3鍋爐燃燒過程的控制
7.5青霉素發(fā)酵過程MLS-SVM逆系統(tǒng)內模控制
7.6液壓控制系統(tǒng)
7.6.1液壓控制系統(tǒng)的建模過程
7.6.2液壓基本元件的數(shù)學描述
7.6.3液壓位置控制系統(tǒng)的建模
7.6.4液壓速度控制系統(tǒng)建模
附錄
附錄A拉普拉斯變換
A.1拉普拉斯變換的定義
A.2拉普拉斯變換的基本性質
A.3拉普拉斯反變換
附錄BMATLAB在控制系統(tǒng)中的應用
B.1用MATLAB建立傳遞函數(shù)模型
B.2利用MALTAB進行時域分析
附錄C部分重要術語
附錄D部分習題答案
參考文獻