機電系統(tǒng)計算機控制及輔助設(shè)計

第1章 概論
1.1 機電系統(tǒng)的概念及研究價值
1.2 機電系統(tǒng)計算機控制的概念及組成
1.3 計算機控制技術(shù)的發(fā)展
第2章 機電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.1 微分方程式的建立
2.1.1 建立系統(tǒng)微分方程式的一般步驟
2.1.2 典型系統(tǒng)微分方程的建立
2.2 線性微分方程的拉普拉斯變換求解方法
2.2.1 拉普拉斯變換的定義
2.2.2 常用函數(shù)的拉普拉斯變換
2.2.3 拉普拉斯變換基本定理
2.2.4 拉普拉斯反變換
2.2.5 用拉普拉斯變換求解線性微分方程
2.3 傳遞函數(shù)與方框圖
2.3.1 傳遞函數(shù)的定義
2.3.2 傳遞函數(shù)的性質(zhì)
2.3.3 簡單方框圖的傳遞函數(shù)
2.4 狀態(tài)空間模型
2.4.1 狀態(tài)空間表達式的建立
2.4.2 狀態(tài)空間分析的MATLAB實現(xiàn)
小結(jié)
習(xí)題
第3章 線性離散控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述
3.1 連續(xù)時間信號與數(shù)字信號的相互轉(zhuǎn)換
3.1.1 信號的采樣
3.1.2 采樣定理及采樣周期的選擇
3.1.3 采樣信號的復(fù)現(xiàn)與采樣保持器
3.2 Z變換與Z反變換
3.2.1 Z變換的定義
3.2.2 Z變換的基本定理
3.2.3 Z反變換
3.3 差分方程及求解
3.3.1 差分方程
3.3.2 用Z變換求解差分方程
3.4 脈沖傳遞函數(shù)
3.4.1 脈沖傳遞函數(shù)的概念
3.4.2 開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)
3.4.3 閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)
小結(jié)
習(xí)題
第4章 控制系統(tǒng)性能指標描述
4.1 計算機控制系統(tǒng)的性能及其指標
4.1.1 離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4.1.2 計算機控制系統(tǒng)的能控性和能觀測性
4.1.3 動態(tài)指標
4.1.4 穩(wěn)態(tài)指標
4.1.5 綜合指標
4.2 線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
4.2.1 Z平面的穩(wěn)定性條件
4.2.2 朱利（Jury）穩(wěn)定判據(jù)
4.2.3 雙線性變換的勞斯（Routh）穩(wěn)定判據(jù)
4.3 線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析
4.4 線性離散系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)分析
4.5 線性離散系統(tǒng)的根軌跡分析法
4.5.1 根軌跡圖
4.5.2 Z平面上的等阻尼線
4.6 線性離散系統(tǒng)的頻率特性分析法
4.6.1 對數(shù)頻率特性
4.6.2 極坐標頻率特性
小結(jié)
習(xí)題
第5章 計算機控制系統(tǒng)的模擬化設(shè)計
5.1 概述
5.2 數(shù)字控制器的等價離散化設(shè)計
5.2.1 各種離散化方法
5.2.2 各種離散方法的比較
5.3 對數(shù)頻率特性法校正
5.4 數(shù)字PID控制
5.4.1 模擬PID控制規(guī)律的離散化
5.4.2 PID控制器的脈沖傳遞函數(shù)
5.4.3 PID控制器參數(shù)對控制系統(tǒng)性能的影響
5.4.4 PID控制規(guī)律的選擇
5.4.5 PID控制算法的改進
5.4.6 PID控制參數(shù)的確定
小結(jié)
習(xí)題
第6章 計算機控制系統(tǒng)的離散化設(shè)計
6.1 數(shù)字控制器的離散化設(shè)計法
6.1.1 數(shù)字控制器的解析設(shè)計法
6.1.2 時間最優(yōu)控制系統(tǒng)
6.1.3 有限拍無紋波系統(tǒng)的設(shè)計
6.1.4 有限拍無紋波設(shè)計的改進
6.1.5 擾動系統(tǒng)的有限拍設(shè)計
6.1.6 時間最優(yōu)控制系統(tǒng)設(shè)計小結(jié)
6.2 純滯后對象的控制
6.2.1 大林算法
6.2.2 純滯后補償（Smith預(yù)估）控制
小結(jié)
習(xí)題
第7章 計算機控制系統(tǒng)的現(xiàn)代控制理論設(shè)計
7.1 線性離散系統(tǒng)的離散狀態(tài)空間表達式
7.1.1 離散狀態(tài)空間表達式的建立
7.1.2 線性離散系統(tǒng)的Z特征方程及Z傳遞矩陣
7.1.3 線性離散系統(tǒng)離散狀態(tài)方程的求解
7.2 線性離散系統(tǒng)的可控性及可觀測性
7.2.1 離散系統(tǒng)的可控性
7.2.2 離散系統(tǒng)的可觀測性
7.3 離散狀態(tài)空間設(shè)計法
7.4 極點配置設(shè)計法
7.5 狀態(tài)觀測器設(shè)計
7.6 降階觀測器
7.7 線性定常離散系統(tǒng)二次型最優(yōu)控制
7.7.1 最優(yōu)控制的基本概念
7.7.2 線性二次型最優(yōu)控制
小結(jié)
習(xí)題
第8章機電控制系統(tǒng)的計算機輔助分析與設(shè)計
8.1 機電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其轉(zhuǎn)換方法
8.1.1 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述
8.1.2 系統(tǒng)模型的相互轉(zhuǎn)換
8.1.3 系統(tǒng)狀態(tài)方程的變換與實現(xiàn)
8.1.4 控制系統(tǒng)模型的建立與典型連接
8.2 連續(xù)線性系統(tǒng)的計算機輔助分析與設(shè)計
8.2.1 根軌跡方程
8.2.2 用MATLAB繪制極軌跡
8.2.3 根軌跡設(shè)計工具
8.3 線性系統(tǒng)頻率特性與奈奎斯特圖
8.3.1 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
8.3.2 利用奈奎斯特圖來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量
8.3.3 利用MATLAB繪制奈奎斯特（Nyquist）曲線
8.3.4 幅值裕量與相位裕量
8.4 線性系統(tǒng)的伯德圖分析
8.4.1 伯德圖
8.4.2 伯德圖的漸近線
8.4.3 由伯德圖判定系統(tǒng)穩(wěn)定性
8.4.4 應(yīng)用MATLAB函數(shù)繪制伯德圖
8.5 基于復(fù)域與顧域的線性系統(tǒng)設(shè)計與校正
8.5.1 串聯(lián)超前/滯后補償器設(shè)計
8.5.2 比例積分微分（PID）控制
8.6 離散系統(tǒng)計算機輔助分析與仿真
8.6.1 離散系統(tǒng)的分析
8.6.2 離散系統(tǒng)的仿真
第9章機電系統(tǒng)動態(tài)性能的計算機仿真
9.1 概述
9.2 面向微分方程的連續(xù)系統(tǒng)仿真與MATLAB實現(xiàn)
9.2.1 基于ode函數(shù)的面向微分方程的系統(tǒng)仿真
9.2.2 基于M函數(shù)的面向微分方程的系統(tǒng)仿真 1
9.3 面向傳遞函數(shù)的連續(xù)系統(tǒng)仿真
9.3.1 面向傳遞函數(shù)的系統(tǒng)仿真
9.3.2 面向傳遞函數(shù)的系統(tǒng)仿真的MATLAB實現(xiàn)
9.4 面向結(jié)構(gòu)圖的連續(xù)系統(tǒng)仿真
9.4.1 基于典型環(huán)節(jié)的系統(tǒng)仿真
9.4.2 基于Connect連接函數(shù)的系統(tǒng)仿真
9.5 MATLAB中的系統(tǒng)仿真工具Simulink應(yīng)用
9.5.1 Simulink應(yīng)用簡介
9.5.2 S Function（S函數(shù)）應(yīng)用