控制工程基礎與應用

第1章 緒論
1．1 控制工程的發(fā)展歷史
1．2 控制系統(tǒng)的概念和基本原理
1．2．1 控制系統(tǒng)的基本概念
1．2．2 開環(huán)控制和閉環(huán)控制
1．2．3 閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成
1．3 控制系統(tǒng)的基本類型
1．3．1 按輸入量的特征分類
1．3．2 按系統(tǒng)中傳遞信號的性質(zhì)分類
1．4 對控制系統(tǒng)的基本要求
習題
第2章 數(shù)學模型
2．1 系統(tǒng)的運動微分方程
2．1．1 列寫系統(tǒng)微分方程的一般步驟
2．1．2 控制系統(tǒng)常見元件的物理定律
2．2 拉氏變換和反變換
2．2．1 拉氏變換的定義
2．2．2 幾種典型函數(shù)的拉氏變換
2．2．3 拉氏變換的主要定理
2．2．4 拉氏反變換
2．2．5 部分分式展開法
2．3 傳遞函數(shù)
2．3．1 傳遞函數(shù)的概念和定義
2．3．2 特征方程、零點和極點
2．3．3 關(guān)于傳遞函數(shù)的幾點說明
2．3．4 典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)
2．4 系統(tǒng)框圖和信號流圖
2．4．1 系統(tǒng)框圖
2．4．2 系統(tǒng)框圖的簡化
2．4．3 系統(tǒng)信號流圖和梅遜公式
2．4．4 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2．5 非線性數(shù)學模型的線性化
2．5．1 線性化問題的提出
2．5．2 非線性數(shù)學模型的線性化
2．5．3 系統(tǒng)線性化微分方程的建立
2．6 控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)推導舉例
2．6．1 機械系統(tǒng)
2．6．2 液壓系統(tǒng)
2．6．3 液位系統(tǒng)
2．6．4 機電系統(tǒng)
習題
第3章 時域響應分析
3．1 時域響應以及典型輸入信號
3．1．1 階躍函數(shù)
3．1．2 斜坡函數(shù)
3．1．3 加速度函數(shù)
3．1．4 脈沖信號
3．1．5 正弦函數(shù)
3．2 一階系統(tǒng)的時域響應
3．2．1 一階慣性環(huán)節(jié)的單位階躍響應
3．2．2 一階慣性環(huán)節(jié)的單位速度響應
3．2．3 一階慣性環(huán)節(jié)的單位脈沖響應
3．2．4 線性定常系統(tǒng)時間響應的性質(zhì)
3．3 二階系統(tǒng)的時域響應
3．3．1 二階系統(tǒng)的單位階躍響應
3．3．2 二階系統(tǒng)的性能指標
3．4 誤差分析與計算
3．4．1 穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念
3．4．2 穩(wěn)態(tài)誤差的計算
3．4．3 穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)
3．5 穩(wěn)定性分析
3．5．1 穩(wěn)定的概念
3．5．2 系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件
3．6 穩(wěn)定性判據(jù)
習題
第4章 頻域響應分析
4．1 頻率特性的概念及其基本實驗方法
4．1．1 頻率特性的概念
4．1．2 頻率特性的實驗求取
4．2 極坐標圖
4．2．1 極坐標圖
4．2．2 典型環(huán)節(jié)的極坐標圖
4．2 _3 系統(tǒng)極坐標圖的一般畫法
4．3 對數(shù)幅相頻特性圖
4．3．1 對數(shù)坐標圖
4．3．2 典型環(huán)節(jié)的伯德圖
4．3．3 伯德圖的一般畫法
4．3．4 最小相位系統(tǒng)
4．4 由頻率特性曲線求系統(tǒng)傳遞函數(shù)
4．5 由單位脈沖響應求系統(tǒng)的頻率特性
4．6 對數(shù)幅相特性圖
4．7 控制系統(tǒng)的閉環(huán)頻響
4．7．1 由開環(huán)頻率特性估計閉環(huán)頻率特性
4．7．2 系統(tǒng)頻域指標
4．8 奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)
4．9 應用奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)分析延時系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4．10 由伯德圖判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4．11 控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性
4．12 機械系統(tǒng)動剛度的應用
4．13 借助MATLAB進行控制系統(tǒng)的頻域響應分析
4．13．1 頻率響應的計算方法
4．13．2 頻率響應曲線的繪制
習題
第5章 根軌跡法
5．1 引言
5．1．1 基本概念
5．1．2 根軌跡方程
5．2 根軌跡的繪制
5．2．1 基本法則
5．2．2 舉例
5．3 根軌跡的性能分析
5．4 MATLAB根軌跡應用舉例
習題
第6章 系統(tǒng)校正與PID控制
6．1 引言
6．1．1 系統(tǒng)校正的基本概念
6．1．2 控制系統(tǒng)的性能指標
6．1．3 校正的方式
6．1．4 控制系統(tǒng)理想伯德圖
6．2 串聯(lián)校正
6．2．1 串聯(lián)超前校正網(wǎng)絡
6．2．2 串聯(lián)滯后校正網(wǎng)絡
6．2．3 串聯(lián)滯后一超前校正網(wǎng)絡
6．2．4 串聯(lián)超前、串聯(lián)滯后和串聯(lián)滯后一超前校正的比較
6．3 反饋校正
6．4 PID校正
6．4．1 P控制——比例控制器
6．4．2 PD控制——比例一微分控制器
6．4．3 I控制——積分控制器
6．4．4 PI控制——比例一積分控制器
6．4．5 PID控制——比例一積分一微分控制器
6．5 MATLAB在校正中的應用
6．5．1 串聯(lián)超前校正
6．5．2 串聯(lián)滯后校正
習題
第7章 控制工程應用實例
7．1 控制系統(tǒng)的設計方法
7．2 單級倒立擺的建模與控制
7．2．1 倒立擺的結(jié)構(gòu)與工作原理
7．2．2 系統(tǒng)的數(shù)學模型
7．2．3 系統(tǒng)線性化
7．2．4 倒立擺的PlD控制器設計
7．2．5 MATLAB系統(tǒng)仿真
7．3 張力控制器的設計與應用
7．3．1 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
7．3．2 控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案
7．3．3 控制系統(tǒng)的編程組態(tài)
7．4 糾偏系統(tǒng)的設計與應用
7．4．1 纏繞偏移分析
7．4．2 糾偏裝置結(jié)構(gòu)設計
7．4．3 糾偏控制系統(tǒng)設計
7．4．4 增量式PID控制算法
習題
附錄一 常用函數(shù)的拉氏變換
附錄二 部分習題參考答案
參考文獻