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自动控制原理

自动控制原理
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作者: 著
出版社: 大同出版传媒
2025-02
版次: 1
ISBN: 9787524001096
定价: 66.00
装帧: 平装
开本: 其他
页数: 416页
字数: 627千字
分类: 综合性图书
  • 本书系统地介绍了自动控制的基本理论与应用。全书共10章，前9章着重介绍经典控制理论及应用，最后一章重点介绍自动控制系统设计案例。内容涵盖数学建模、时域分析、复频域分析、频域分析、校正设计、离散系统和非线性系统分析等。本书可作为自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程等相关专业的本科及专科生教材，也可供相关领域的工程设计人员阅读参考。
    第1章自动控制的一般概念1.1自动控制理论与技术的产生与发展1.2控制系统的基本概念1.2.1自动控制系统1.2.2开环控制1.2.3闭环控制1.3控制系统的组成和基本环节1.4自动控制系统的分类1.4.1恒值控制系统1.4.2程序控制系统1.4.3随动控制系统1.5自动控制系统基本要求习题第2章控制系统的数学模型2.1模型的定义和分类2.1.1模型的定义2.1.2模型的分类2.1.3建立数学模型的方法2.1.4非线性系统模型线性化方法2.2线性系统的复数域模型2.2.1拉普拉斯变换2.2.2传递函数2.2.3传递函数矩阵2.2.4典型元部件及典型环节的传递函数2.3方框图与信号流图2.3.1系统动态结构图2.3.2结构图的等效变换2.3.3信号流图2.4基于MATLAB的控制系统数学模型建立习题第3章线性系统的时域分析3.1典型输入信号与时域性能指标3.1.1系统的响应过程3.1.2典型输入信号3.1.3时域性能指标3.2一阶系统的时域分析3.2.1一阶系统的数学模型3.2.2一阶系统的单位阶跃响应3.2.3一阶系统的单位脉冲响应3.2.4一阶系统的单位斜坡响应3.3三种响应之间的关系3.4二阶系统的时域分析3.4.1二阶系统的数学模型3.4.2二阶系统的单位阶跃响应3.4.3二阶系统的单位脉冲响应3.4.4二阶系统的单位斜坡响应3.4.5带有零点的二阶系统响应3.4.6引入速度反馈的二阶系统响应3.5高阶系统的时域分析3.5.1高阶系统的数学模型3.5.2高阶系统的单位阶跃响应3.5.3闭环主导极点与偶极子3.5.4高阶系统的动态性能估算3.6时域测定法3.6.1系统数学模型的实验测定方法3.6.2测定实验注意事项3.6.3时域法测定系统或对象模型3.7MATLAB在线性控制系统时域分析中的应用习题第4章线性控制系统的稳定性和稳态误差4.1线性系统稳定性的基本概念4.1.1稳定性4.1.2平衡状态4.1.3李雅普诺夫（渐近）稳定性4.2传递函数表示的系统稳定性判定4.2.1SISO线性定常系统的稳定性问题4.2.2Routh稳定判据4.2.3Routh判据的两种特殊情况4.2.4Routh判据的推广4.2.5Routh判据的应用4.3线性系统稳态误差的计算4.3.1误差及稳态误差的定义4.3.2稳态误差的计算4.3.3系统的类型和静态误差系数4.3.4改善系统稳态精度的方法习题第5章线性系统的根轨迹法5.1根轨迹的基本概念5.2根轨迹与系统性能5.2.1根轨迹的概念5.2.2根轨迹的绘制规则5.3广义根轨迹5.4零度根轨迹5.5系统性能分析5.5.1开环零点对根轨迹的影响5.5.2开环极点对根轨迹的影响5.6MATLAB在控制系统根轨迹分析中的应用习题第6章线性系统的频域分析6.1频率特性的概念6.1.1频率特性的定义6.1.2频率特性的表示方法6.2幅相频率特性及其绘制6.2.1幅相频率特性曲线基本概念6.2.2典型环节的幅相特性曲线6.2.3开环奈氏图的绘制6.3对数频率特性及其绘制6.3.1对数频率特性曲线基本概念6.3.2典型环节的Bode图绘制6.3.3开环Bode图绘制6.3.4最小相位系统与非最小相位系统6.4用频率法分析控制系统的稳定性6.4.1开环频率特性与闭环特征方程的关系6.4.2奈奎斯特稳定判据6.4.3虚轴上有开环特征根时的奈奎斯特判据6.4.4对数频率特性判断系统稳定性6.4.5控制系统的相对稳定性6.5开环频率特性与系统性能的关系6.5.1稳态误差分析6.5.2由Bode图求开环传递函数6.5.3瞬态计算6.5.4三频段理论6.6MATLAB在系统频域分析中的应用习题第7章控制系统的综合校正7.1控制系统校正的几种常见古典方法7.1.1前馈控制7.1.2顺馈控制7.1.3速度反馈控制7.1.4串联校正7.1.5校正类型比较7.2控制系统校正的概念7.2.1受控对象7.2.2性能指标7.3系统校正7.4超前校正及其参数的确定7.4.1超前校正及其特性7.4.2超前校正参数确定7.4.3串联超前校正特点7.5滞后校正及其参数的确定7.5.1滞后校正及其特性7.5.2滞后校正参数确定7.5.3串联滞后校正特点7.6PID模型及其控制规律分析7.6.1PID控制器模型7.6.2PID控制规律分析7.6.3PID控制器的特点7.7PID控制器参数的整定方法7.7.1临界比例度法7.7.2衰减曲线法7.7.3反应曲线法7.7.4基于误差性能的PID参数整定法7.8几种改良的PID控制器7.8.1积分分离PID控制算法7.8.2抗积分饱和PID控制算法7.8.3不完全微分PID控制算法7.8.4微分先行PID控制算法7.8.5带死区的PID控制算法7.9MATLAB在控制系统校正中的应用习题第8章采样控制系统8.1采样控制8.2采样过程和采样定理8.2.1采样过程8.2.2采样过程的数学表达式8.2.3采样定理8.3信号保持8.3.1零阶保持器8.3.2一阶保持器8.4z变换理论及线性差分方程求解8.4.1z变换的定义8.4.2z变换的性质8.4.3z变换的方法8.4.4z反变换的方法8.4.5线性差分方程及其求解8.5脉冲传递函数8.5.1脉冲传递函数定义8.5.2脉冲传递函数的物理意义8.5.3脉冲传递函数的求法8.5.4开环系统脉冲传递函数8.5.5闭环系统脉冲传递函数8.6采样系统的稳定性分析8.6.1s域到z域的映射8.6.2线性采样系统z平面稳定的充要条件8.6.3z域到w域的映射8.6.4采样系统的稳定性判据8.7采样系统的稳态误差8.7.1采样系统的类型8.7.2采样系统稳态误差求法8.8采样系统的动态性能分析8.8.1时域的动态响应分析方法8.8.2闭环极点对系统动态响应的影响8.8.3z平面的根轨迹法8.9MATLAB在采样控制系统中的应用习题第9章非线性系统理论9.1非线性系统概述9.1.1非线性系统的特征与定义9.1.2非线性对系统性能的影响9.1.3非线性系统的分析方法9.2描述函数法9.2.1描述函数及其求法9.2.2利用描述函数法研究非线性系统9.3相平面分析法9.3.1相平面的概念及其绘制9.3.2二阶线性系统的相平面图及其特性9.3.3奇点与极限环9.3.4线性控制系统分析实例9.3.5由相轨迹求时域解9.4MATLAB在非线性控制系统中的应用习题第10章自动控制系统设计案例10.1水箱液位控制系统设计10.2一级倒立摆控制系统设计参考文献附录A 经典控制理论常用词汇中英文对照表附录B 控制系统分析中的MATLAB常用函数

    内容摘要
    本书系统地介绍了自动控制的基本理论、工程分析和设计的方法，内容涵盖了经典控制理论的内容。本书共分为10章,主要包括自动控制的一般概念、控制系统的数学模型、线性控制系统的时域分析、稳定性和稳态误差、根轨迹分析法、频域分析法、系统综合校正、采样控制系统、非线性系统分析、系统设计案例等内容。本书包含各章部分例题的仿真程序和其他类型的丰富的数字化资源，通过扫描二维码，可实现在线学习。本书既可以作为高校“自动控制原理”和“控制工程基础“课程的教材，也可供控制工程相关方向的研究人员及工程师参考。

  • 内容简介:
    本书系统地介绍了自动控制的基本理论与应用。全书共10章，前9章着重介绍经典控制理论及应用，最后一章重点介绍自动控制系统设计案例。内容涵盖数学建模、时域分析、复频域分析、频域分析、校正设计、离散系统和非线性系统分析等。本书可作为自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程等相关专业的本科及专科生教材，也可供相关领域的工程设计人员阅读参考。
  • 目录:

    第1章自动控制的一般概念1.1自动控制理论与技术的产生与发展1.2控制系统的基本概念1.2.1自动控制系统1.2.2开环控制1.2.3闭环控制1.3控制系统的组成和基本环节1.4自动控制系统的分类1.4.1恒值控制系统1.4.2程序控制系统1.4.3随动控制系统1.5自动控制系统基本要求习题第2章控制系统的数学模型2.1模型的定义和分类2.1.1模型的定义2.1.2模型的分类2.1.3建立数学模型的方法2.1.4非线性系统模型线性化方法2.2线性系统的复数域模型2.2.1拉普拉斯变换2.2.2传递函数2.2.3传递函数矩阵2.2.4典型元部件及典型环节的传递函数2.3方框图与信号流图2.3.1系统动态结构图2.3.2结构图的等效变换2.3.3信号流图2.4基于MATLAB的控制系统数学模型建立习题第3章线性系统的时域分析3.1典型输入信号与时域性能指标3.1.1系统的响应过程3.1.2典型输入信号3.1.3时域性能指标3.2一阶系统的时域分析3.2.1一阶系统的数学模型3.2.2一阶系统的单位阶跃响应3.2.3一阶系统的单位脉冲响应3.2.4一阶系统的单位斜坡响应3.3三种响应之间的关系3.4二阶系统的时域分析3.4.1二阶系统的数学模型3.4.2二阶系统的单位阶跃响应3.4.3二阶系统的单位脉冲响应3.4.4二阶系统的单位斜坡响应3.4.5带有零点的二阶系统响应3.4.6引入速度反馈的二阶系统响应3.5高阶系统的时域分析3.5.1高阶系统的数学模型3.5.2高阶系统的单位阶跃响应3.5.3闭环主导极点与偶极子3.5.4高阶系统的动态性能估算3.6时域测定法3.6.1系统数学模型的实验测定方法3.6.2测定实验注意事项3.6.3时域法测定系统或对象模型3.7MATLAB在线性控制系统时域分析中的应用习题第4章线性控制系统的稳定性和稳态误差4.1线性系统稳定性的基本概念4.1.1稳定性4.1.2平衡状态4.1.3李雅普诺夫（渐近）稳定性4.2传递函数表示的系统稳定性判定4.2.1SISO线性定常系统的稳定性问题4.2.2Routh稳定判据4.2.3Routh判据的两种特殊情况4.2.4Routh判据的推广4.2.5Routh判据的应用4.3线性系统稳态误差的计算4.3.1误差及稳态误差的定义4.3.2稳态误差的计算4.3.3系统的类型和静态误差系数4.3.4改善系统稳态精度的方法习题第5章线性系统的根轨迹法5.1根轨迹的基本概念5.2根轨迹与系统性能5.2.1根轨迹的概念5.2.2根轨迹的绘制规则5.3广义根轨迹5.4零度根轨迹5.5系统性能分析5.5.1开环零点对根轨迹的影响5.5.2开环极点对根轨迹的影响5.6MATLAB在控制系统根轨迹分析中的应用习题第6章线性系统的频域分析6.1频率特性的概念6.1.1频率特性的定义6.1.2频率特性的表示方法6.2幅相频率特性及其绘制6.2.1幅相频率特性曲线基本概念6.2.2典型环节的幅相特性曲线6.2.3开环奈氏图的绘制6.3对数频率特性及其绘制6.3.1对数频率特性曲线基本概念6.3.2典型环节的Bode图绘制6.3.3开环Bode图绘制6.3.4最小相位系统与非最小相位系统6.4用频率法分析控制系统的稳定性6.4.1开环频率特性与闭环特征方程的关系6.4.2奈奎斯特稳定判据6.4.3虚轴上有开环特征根时的奈奎斯特判据6.4.4对数频率特性判断系统稳定性6.4.5控制系统的相对稳定性6.5开环频率特性与系统性能的关系6.5.1稳态误差分析6.5.2由Bode图求开环传递函数6.5.3瞬态计算6.5.4三频段理论6.6MATLAB在系统频域分析中的应用习题第7章控制系统的综合校正7.1控制系统校正的几种常见古典方法7.1.1前馈控制7.1.2顺馈控制7.1.3速度反馈控制7.1.4串联校正7.1.5校正类型比较7.2控制系统校正的概念7.2.1受控对象7.2.2性能指标7.3系统校正7.4超前校正及其参数的确定7.4.1超前校正及其特性7.4.2超前校正参数确定7.4.3串联超前校正特点7.5滞后校正及其参数的确定7.5.1滞后校正及其特性7.5.2滞后校正参数确定7.5.3串联滞后校正特点7.6PID模型及其控制规律分析7.6.1PID控制器模型7.6.2PID控制规律分析7.6.3PID控制器的特点7.7PID控制器参数的整定方法7.7.1临界比例度法7.7.2衰减曲线法7.7.3反应曲线法7.7.4基于误差性能的PID参数整定法7.8几种改良的PID控制器7.8.1积分分离PID控制算法7.8.2抗积分饱和PID控制算法7.8.3不完全微分PID控制算法7.8.4微分先行PID控制算法7.8.5带死区的PID控制算法7.9MATLAB在控制系统校正中的应用习题第8章采样控制系统8.1采样控制8.2采样过程和采样定理8.2.1采样过程8.2.2采样过程的数学表达式8.2.3采样定理8.3信号保持8.3.1零阶保持器8.3.2一阶保持器8.4z变换理论及线性差分方程求解8.4.1z变换的定义8.4.2z变换的性质8.4.3z变换的方法8.4.4z反变换的方法8.4.5线性差分方程及其求解8.5脉冲传递函数8.5.1脉冲传递函数定义8.5.2脉冲传递函数的物理意义8.5.3脉冲传递函数的求法8.5.4开环系统脉冲传递函数8.5.5闭环系统脉冲传递函数8.6采样系统的稳定性分析8.6.1s域到z域的映射8.6.2线性采样系统z平面稳定的充要条件8.6.3z域到w域的映射8.6.4采样系统的稳定性判据8.7采样系统的稳态误差8.7.1采样系统的类型8.7.2采样系统稳态误差求法8.8采样系统的动态性能分析8.8.1时域的动态响应分析方法8.8.2闭环极点对系统动态响应的影响8.8.3z平面的根轨迹法8.9MATLAB在采样控制系统中的应用习题第9章非线性系统理论9.1非线性系统概述9.1.1非线性系统的特征与定义9.1.2非线性对系统性能的影响9.1.3非线性系统的分析方法9.2描述函数法9.2.1描述函数及其求法9.2.2利用描述函数法研究非线性系统9.3相平面分析法9.3.1相平面的概念及其绘制9.3.2二阶线性系统的相平面图及其特性9.3.3奇点与极限环9.3.4线性控制系统分析实例9.3.5由相轨迹求时域解9.4MATLAB在非线性控制系统中的应用习题第10章自动控制系统设计案例10.1水箱液位控制系统设计10.2一级倒立摆控制系统设计参考文献附录A 经典控制理论常用词汇中英文对照表附录B 控制系统分析中的MATLAB常用函数

    内容摘要
    本书系统地介绍了自动控制的基本理论、工程分析和设计的方法，内容涵盖了经典控制理论的内容。本书共分为10章,主要包括自动控制的一般概念、控制系统的数学模型、线性控制系统的时域分析、稳定性和稳态误差、根轨迹分析法、频域分析法、系统综合校正、采样控制系统、非线性系统分析、系统设计案例等内容。本书包含各章部分例题的仿真程序和其他类型的丰富的数字化资源，通过扫描二维码，可实现在线学习。本书既可以作为高校“自动控制原理”和“控制工程基础“课程的教材，也可供控制工程相关方向的研究人员及工程师参考。

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