自動控制原理 第2版

目錄
出版說明
前言
第1章緒論1
1.1自動控制的基本概念1
1.1.1人工控制與自動控制1
1.1.2控制系統(tǒng)框圖2
1.1.3開環(huán)控制與閉環(huán)控制3
1.1.4自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例3
1.2自動控制系統(tǒng)的組成6
1.2.1基本組成部分6
1.2.2常用的名詞術(shù)語7
1.3自動控制系統(tǒng)的分類7
1.4自動控制理論概要8
1.4.1自動控制理論的發(fā)展8
1.4.2對自動控制系統(tǒng)的基本要求9
1.4.3本書內(nèi)容10
1.5小結(jié)11
1.6習(xí)題11
第2章自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型14
2.1控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的概念14
2.1.1建立數(shù)學(xué)模型的方法14
2.1.2數(shù)學(xué)模型的類型14
2.2控制系統(tǒng)的微分方程15
2.2.1線性系統(tǒng)微分方程的建立15
2.2.2微分方程的增量化表示18
2.2.3線性系統(tǒng)的重要特征19
2.2.4非線性微分方程的線性化20
2.3控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)21
2.3.1傳遞函數(shù)的概念21
2.3.2關(guān)于傳遞函數(shù)的幾點(diǎn)說明23
2.3.3典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)25
2.4控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖28
2.4.1結(jié)構(gòu)圖的概念29
2.4.2結(jié)構(gòu)圖的組成和建立29
2.4.3結(jié)構(gòu)圖的等效變換和簡化30
2.4.4典型閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及其
傳遞函數(shù)36
2.5信號流圖38
2.5.1信號流圖的概念38
2.5.2梅遜公式40
2.6小結(jié)41
2.7習(xí)題42
第3章自動控制系統(tǒng)的時(shí)域
分析法45
3.1系統(tǒng)穩(wěn)定性分析45
3.1.1線性系統(tǒng)穩(wěn)定的概念和穩(wěn)定的
充要條件45
3.1.2勞斯(Routh)穩(wěn)定判據(jù)47
3.2時(shí)域分析法基礎(chǔ)53
3.2.1典型輸入信號53
3.2.2瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)54
3.2.3階躍響應(yīng)性能指標(biāo)55
3.3一階系統(tǒng)的動態(tài)性能56
3.4二階系統(tǒng)的動態(tài)性能57
3.4.1典型二階系統(tǒng)的動態(tài)性能57
3.4.2具有零點(diǎn)的二階系統(tǒng)分析66
3.5高階系統(tǒng)的動態(tài)性能69
3.6穩(wěn)態(tài)誤差分析70
3.6.1穩(wěn)態(tài)誤差的定義71
3.6.2控制系統(tǒng)的型別72
3.6.3給定輸入作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)
誤差72
3.6.4擾動輸入作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)
誤差76
3.6.5降低穩(wěn)態(tài)誤差的方法78
3.7PID基本控制規(guī)律的分析80
3.8利用MATLAB進(jìn)行時(shí)域分析82
3.8.1傳遞函數(shù)模型的MATLAB
表示83
3.8.2用MATLAB求控制系統(tǒng)的單位
階躍響應(yīng)85
3.8.3利用MATLAB輔助分析控制系
統(tǒng)的穩(wěn)定性85
3.9小結(jié)86
3.10習(xí)題87
第4章根軌跡分析法91
4.1根軌跡的基本概念91
4.1.1根軌跡的概念91
4.1.2幅值條件和相角條件93
4.2繪制根軌跡的基本法則95
4.3參量根軌跡和根軌跡簇108
4.3.1參量根軌跡108
4.3.2根軌跡簇110
4.4零度根軌跡111
4.5延遲系統(tǒng)的根軌跡114
4.5.1延遲系統(tǒng)根軌跡方程的幅值條件
和相角條件114
4.5.2繪制延遲系統(tǒng)的根軌跡115
4.6根軌跡法分析系統(tǒng)的性能118
4.7增加開環(huán)零極點(diǎn)對根軌跡的影響123
4.7.1增加開環(huán)零點(diǎn)對根軌跡的
影響123
4.7.2增加開環(huán)極點(diǎn)對根軌跡的
影響123
4.7.3增加開環(huán)偶極子對根軌跡
的影響123
4.8利用MATLAB繪制根軌跡圖126
4.9小結(jié)127
4.10習(xí)題127
第5章頻率特性分析法131
5.1頻率特性的基本概念131
5.1.1頻率特性的定義131
5.1.2頻率特性和傳遞函數(shù)的關(guān)系133
5.2頻率特性的圖示方法134
5.2.1幅相頻率特性曲線134
5.2.2對數(shù)頻率特性曲線134
5.2.3對數(shù)幅相特性曲線135
5.3典型環(huán)節(jié)的頻率特性136
5.4系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性144
5.4.1系統(tǒng)開環(huán)幅相頻率特性的
繪制144
5.4.2系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性的
繪制147
5.4.3最小相位系統(tǒng)與非最小相位
系統(tǒng)149
5.5奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)150
5.5.1幅角定理150
5.5.2奈奎斯特判據(jù)152
5.5.3奈奎斯特判據(jù)在Ⅰ型和Ⅱ型
系統(tǒng)中的應(yīng)用153
5.5.4在伯德圖上判別閉環(huán)系統(tǒng)的
穩(wěn)定性158
5.5.5多回路系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析159
5.6相對穩(wěn)定性160
5.7利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的
性能164
5.8利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)
的性能167
5.8.1用向量法求閉環(huán)頻率特性167
5.8.2利用閉環(huán)幅頻特性分析和
估算系統(tǒng)的性能168
5.9利用MATLAB繪制頻率特性曲
線圖170
5.9.1利用MATLAB繪制奈奎斯
特圖170
5.9.2利用MATLAB繪制伯德圖171
5.9.3利用MATLAB分析相對穩(wěn)
定性171
5.10小結(jié)172
5.11習(xí)題173
第6章自動控制系統(tǒng)的校正177
6.1控制系統(tǒng)校正的基本概念177
6.1.1校正方式177
6.1.2性能指標(biāo)178
6.1.3設(shè)計(jì)方法179
6.2校正裝置及其特性179
6.3串聯(lián)校正的設(shè)計(jì)187
6.3.1串聯(lián)校正的頻率法設(shè)計(jì)187
6.3.2串聯(lián)校正的根軌跡法設(shè)計(jì)194
6.3.3串聯(lián)校正的期望對數(shù)頻率特性
設(shè)計(jì)法201
6.4反饋校正的設(shè)計(jì)204
6.5復(fù)合控制校正207
6.6小結(jié)208
6.7習(xí)題209
第7章線性離散控制系統(tǒng)的分析212
7.1線性離散控制系統(tǒng)的概念212
7.2采樣過程和采樣定理213
7.2.1采樣過程213
7.2.2采樣定理214
7.2.3信號復(fù)現(xiàn)與零階保持器216
7.3z變換217
7.3.1z變換的定義218
7.3.2z變換的求法218
7.3.3z變換的基本定理221
7.3.4z反變換224
7.4離散控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型226
7.4.1差分方程226
7.4.2脈沖傳遞函數(shù)228
7.5離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析233
7.5.1s平面與z平面的映射關(guān)系233
7.5.2離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充要
條件234
7.5.3離散控制系統(tǒng)的勞斯穩(wěn)定
判據(jù)235
7.6離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析237
7.7離散控制系統(tǒng)的動態(tài)性能分析240
7.7.1離散控制系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)分布和
暫態(tài)響應(yīng)的關(guān)系241
7.7.2離散控制系統(tǒng)動態(tài)性能的
估算244
7.8