《自动控制原理》孟华 主编 | PDF下载|ePub下载
自动控制原理 版权信息
- 出版社：机械工业出版社
- 出版时间：2011-06-01
- ISBN：7111220893
- 条形码：9787111220893 ; 978-7-111-22089-3
自动控制原理 本书特色
本书是以作者20余年的教学讲义为基础,广泛参考国内外优秀教材,集全体编者多年教学经验而总结出来的。本书包括了原讲义中的几乎所有内容,同时又丰富了许多问题的不同解法,加入了较多的例题和习题,特别是提供了部分习题参考答案,便于学生自学。鉴于近年来MATLAB在理工科教学中的广泛应用,为自动控制系统的分析和设计带来了极大的方便。为帮助读者学习,本书的附录部分增加了MATLAB基本知识的介绍,讨论了MATLAB在控制系统分析中的应用,以适于现代化教学发展的需要。
自动控制原理 内容简介
本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,书中比较全面地阐述了经典控制理论的基本概念、分析方法及其应用。全书共分8章,内容包括自动控制的基本概念,控制系统数学模型的建立,线性系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法,线性控制系统的校正,离散控制系统,非线性系统等,每章末均有习题。附录部分介绍了MATLAB的基本知识及在系统分析中的应用,还有部分习题参考答案。
本书的特点是深入浅出,基本理论清晰,注重实际应用,有较丰富的例题和习题。
本书可作为高等院校自动化类各专业的教科书,亦可供从事自动化技术工作的科技人员自学与参考。
自动控制原理 目录
前言
第1章 自动控制的基本概念
1.1 概述
1.2 自动控制的基本原理
1.2.1 自动控制系统举例
1.2.2 自动控制系统的构成
1.3 控制系统的分类
1.3.1 按信号传递路径分类
1.3.2 按输入信号特征分类
1.3.3 按系统数学模型分类
1.3.4 按时间变量特性分类
1.3.5 按系统参数特性分类
1.4 对控制系统的性能要求
1.4.1 稳定性
1.4.2 动态性能指标
1.4.3 稳态误差
习题
第2章 控制系统数学模型的建立
2.1 概述
2.2 控制系统微分方程的建立
2.2.1 典型控制系统举例
2.2.2 非线性微分方程的线性化
2.3 传递函数
2.3.1 传递函数的概念
2.3.2 传递函数的性质
2.3.3 典型环节及其传递函数
2.4 控制系统的结构图
2.4.1 结构图的概念
2.4.2 控制系统结构图的建立
2.4.3 结构图的等效变换
2.5 控制系统的信号流图
2.5.1 信号流图的定义
2.5.2 由系统结构图绘制信号流图
2.5.3 用梅逊公式求传递函数
2.6 控制系统的传递函数
习题
第3章 时域分析法
3.1 概述
3.2 瞬态响应
3.2.1 典型输入信号
3.2.2 一阶系统的瞬态响应
3.2.3 二阶系统的瞬态响应
3.2.4 时域性能指标
3.2.5 瞬态响应分析
3.2.6 线性定常系统的重要特性
3.2.7 高阶系统的近似分析
3.3 稳定性
3.3.1 稳定性的基本概念
3.3.2 劳斯判据
3.3.3 赫尔维茨判据
3.4 稳态误差分析
3.4.1 稳态误差的概念
3.4.2 稳态误差的计算
3.4.3 降低稳态误差的主要措施
习题
第4章 根轨迹分析法
4.1 概述
4.2 根轨迹的概念
4.3 根轨迹的绘制
4.3.1 绘制根轨迹的基本规则
4.3.2 绘制根轨迹举例
4.4广义根轨迹的绘制
4.4.1 参变量根轨迹的绘制
4.4.2 正反馈系统根轨迹的绘制
4.5 控制系统的根轨迹分析
4.5.1 性能指标在s平面上的表示
4.5.2 开环零、极点对根轨迹的影响
4.5.3 闭环零、极点分布与系统性能的关系
习题
第5章 频域分析法
5.1 概述
5.2 频率特性
5.2.1 频率特性的基本概念
5.2.2 频率特性的求取
5.3 频率特性的图示方法
5.3.1 极坐标图
5.3.2 对数坐标图
5.3.3 对数幅相图
5.4 频域稳定性判据
5.4.1 映射定理
5.4.2 奈奎斯特稳定判据
5.5 控制系统的稳定裕量
5.5.1 相角裕量
5.5.2 幅值裕量
5.5.3 稳定裕量的计算
5.6 控制系统的闭环频率特性
5.6.1 闭环频率特性曲线的绘制
5.6.2 闭环频域性能指标
5.7 频域性能指标与瞬态性能指标之间的关系
5.7.1 开环频域性能指标与瞬态性能指标之间的关系
5.7.2 闭环频域性能指标与瞬态性能指标之间的关系
习题
第6章 线性控制系统的校正
6.1 概述
6.2 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
6.2.3 PID调节器
6.3 串联校正
6.3.1 串联超前校正
6.3.2 串联滞后校正
6.3.3 串联滞后一超前校正
6.4 反馈校正
6.4.1 反馈校正的原理及特点
6.4.2 反馈校正及其参数确定
习题
第7章 离散控制系统
7.1 概述
7.2 采样过程与采样定理
7.2.1 采样过程及其数学描述
7.2.2 采样定理
7.2.3 信号的恢复
7.3 z变换理论
7.3.1 z变换定义
7.3.2 z变换方法
7.3.3 z变换的性质
7.3.4 z反变换方法
7.4 离散控制系统的数学描述
7.4.1 线性常系数差分方程
7.4.2 脉冲传递函数
7.5 离散控制系统的分析与设计
7.5.1 稳定性分析
7.5.2 瞬态响应
7.5.3 稳态误差
7.5.4 *少拍设计
习题
第8章 非线性控制系统
8.1 概述
8.2 非线性系统的特点
8.2.1 典型非线性特性
8.2.2 非线性系统的运动特点
8.3 相平面分析法
8.3.1 相平面的基本概念
8.3.2 相平面图的绘制方法
8.3.3 奇点和极限环
8.3.4 相平面分析举例
8.4 描述函数分析法
8.4.1 描述函数的基本概念
8.4.2 典型非线性特性的描述函数
8.4.3 用描述函数法分析非线性系统
习题
附录
附录A MATLAB简介
A.1 MATLAB的工作界面
A.2 MATLAB的程序设计基础
A.2.1 语句、变量和MATLAB的基本运算
A.2.2 矩阵和向量
A.2.3 M文本文件
A.2.4 图形
A.2.5 MATLAB控制系统工具箱函数介绍
A.3 MATLAB程序设计实例
附录B 部分习题参考答案
参考文献
第1章 自动控制的基本概念
1.1 概述
1.2 自动控制的基本原理
1.2.1 自动控制系统举例
1.2.2 自动控制系统的构成
1.3 控制系统的分类
1.3.1 按信号传递路径分类
1.3.2 按输入信号特征分类
1.3.3 按系统数学模型分类
1.3.4 按时间变量特性分类
1.3.5 按系统参数特性分类
1.4 对控制系统的性能要求
1.4.1 稳定性
1.4.2 动态性能指标
1.4.3 稳态误差
习题
第2章 控制系统数学模型的建立
2.1 概述
2.2 控制系统微分方程的建立
2.2.1 典型控制系统举例
2.2.2 非线性微分方程的线性化
2.3 传递函数
2.3.1 传递函数的概念
2.3.2 传递函数的性质
2.3.3 典型环节及其传递函数
2.4 控制系统的结构图
2.4.1 结构图的概念
2.4.2 控制系统结构图的建立
2.4.3 结构图的等效变换
2.5 控制系统的信号流图
2.5.1 信号流图的定义
2.5.2 由系统结构图绘制信号流图
2.5.3 用梅逊公式求传递函数
2.6 控制系统的传递函数
习题
第3章 时域分析法
3.1 概述
3.2 瞬态响应
3.2.1 典型输入信号
3.2.2 一阶系统的瞬态响应
3.2.3 二阶系统的瞬态响应
3.2.4 时域性能指标
3.2.5 瞬态响应分析
3.2.6 线性定常系统的重要特性
3.2.7 高阶系统的近似分析
3.3 稳定性
3.3.1 稳定性的基本概念
3.3.2 劳斯判据
3.3.3 赫尔维茨判据
3.4 稳态误差分析
3.4.1 稳态误差的概念
3.4.2 稳态误差的计算
3.4.3 降低稳态误差的主要措施
习题
第4章 根轨迹分析法
4.1 概述
4.2 根轨迹的概念
4.3 根轨迹的绘制
4.3.1 绘制根轨迹的基本规则
4.3.2 绘制根轨迹举例
4.4广义根轨迹的绘制
4.4.1 参变量根轨迹的绘制
4.4.2 正反馈系统根轨迹的绘制
4.5 控制系统的根轨迹分析
4.5.1 性能指标在s平面上的表示
4.5.2 开环零、极点对根轨迹的影响
4.5.3 闭环零、极点分布与系统性能的关系
习题
第5章 频域分析法
5.1 概述
5.2 频率特性
5.2.1 频率特性的基本概念
5.2.2 频率特性的求取
5.3 频率特性的图示方法
5.3.1 极坐标图
5.3.2 对数坐标图
5.3.3 对数幅相图
5.4 频域稳定性判据
5.4.1 映射定理
5.4.2 奈奎斯特稳定判据
5.5 控制系统的稳定裕量
5.5.1 相角裕量
5.5.2 幅值裕量
5.5.3 稳定裕量的计算
5.6 控制系统的闭环频率特性
5.6.1 闭环频率特性曲线的绘制
5.6.2 闭环频域性能指标
5.7 频域性能指标与瞬态性能指标之间的关系
5.7.1 开环频域性能指标与瞬态性能指标之间的关系
5.7.2 闭环频域性能指标与瞬态性能指标之间的关系
习题
第6章 线性控制系统的校正
6.1 概述
6.2 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
6.2.3 PID调节器
6.3 串联校正
6.3.1 串联超前校正
6.3.2 串联滞后校正
6.3.3 串联滞后一超前校正
6.4 反馈校正
6.4.1 反馈校正的原理及特点
6.4.2 反馈校正及其参数确定
习题
第7章 离散控制系统
7.1 概述
7.2 采样过程与采样定理
7.2.1 采样过程及其数学描述
7.2.2 采样定理
7.2.3 信号的恢复
7.3 z变换理论
7.3.1 z变换定义
7.3.2 z变换方法
7.3.3 z变换的性质
7.3.4 z反变换方法
7.4 离散控制系统的数学描述
7.4.1 线性常系数差分方程
7.4.2 脉冲传递函数
7.5 离散控制系统的分析与设计
7.5.1 稳定性分析
7.5.2 瞬态响应
7.5.3 稳态误差
7.5.4 *少拍设计
习题
第8章 非线性控制系统
8.1 概述
8.2 非线性系统的特点
8.2.1 典型非线性特性
8.2.2 非线性系统的运动特点
8.3 相平面分析法
8.3.1 相平面的基本概念
8.3.2 相平面图的绘制方法
8.3.3 奇点和极限环
8.3.4 相平面分析举例
8.4 描述函数分析法
8.4.1 描述函数的基本概念
8.4.2 典型非线性特性的描述函数
8.4.3 用描述函数法分析非线性系统
习题
附录
附录A MATLAB简介
A.1 MATLAB的工作界面
A.2 MATLAB的程序设计基础
A.2.1 语句、变量和MATLAB的基本运算
A.2.2 矩阵和向量
A.2.3 M文本文件
A.2.4 图形
A.2.5 MATLAB控制系统工具箱函数介绍
A.3 MATLAB程序设计实例
附录B 部分习题参考答案
参考文献
自动控制原理 节选
本书是以作者20余年的教学讲义为基础,广泛参考国内外优秀教材,集全体编者多年教学经验而总结出来的。本书包括了原讲义中的几乎所有内容,同时又丰富了许多问题的不同解法,加入了较多的例题和习题,特别是提供了部分习题参考答案,便于学生自学。鉴于近年来MATLAB在理工科教学中的广泛应用,为自动控制系统的分析和设计带来了极大的方便。为帮助读者学习,本书的附录部分增加了MATLAB基本知识的介绍,讨论了MATLAB在控制系统分析中的应用,以适于现代化教学发展的需要。
