自動(dòng)控制原理與系統(tǒng)（第2版）

第1章　自動(dòng)控制的基本概念
1.1 自動(dòng)控制理論概述
1.2 簡(jiǎn)要?dú)v史
1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成
1.3.1 人工控制與自動(dòng)控制
1.3.2 自動(dòng)控制的基本概念與組成
1.3.3 系統(tǒng)術(shù)語
1.3.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖表示
1.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類
1.4.1 開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)
1.4.2 定值、隨動(dòng)和程序控制系統(tǒng)
1.4.3 線性和非線性控制系統(tǒng)
1.4.4 連續(xù)和離散控制系統(tǒng)
1.4.5 單變量和多變量控制系統(tǒng)
1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)舉例
1.5.1 溫度控制系統(tǒng)
1.5.2 位置隨動(dòng)系統(tǒng)
1.5.3 自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)
1.6 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求
1.7 本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)與學(xué)習(xí)要求
本章小結(jié)
習(xí)題1
第2章　拉普拉斯變換及其應(yīng)用
2.1 拉氏變換的概念
2.2 拉氏變換的運(yùn)算定理
2.3 拉氏反變換
2.4 拉氏變換應(yīng)用舉例
本章小結(jié)
習(xí)題2
第3章　自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
3.1 控制系統(tǒng)的微分方程
3.1.1 控制系統(tǒng)微分方程的建立
3.1.2 控制系統(tǒng)微分方程的求解
3.2 傳遞函數(shù)
3.2.1 傳遞函數(shù)的定義
3.2.2 傳遞函數(shù)的求取
32.3 傳遞函數(shù)的性質(zhì)
3.3 控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖
3.3.1 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的組成與畫法
3.3.2 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換及化簡(jiǎn)
3.3.3 用公式法求傳遞函數(shù)
3.4 典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型及階躍響應(yīng)
3.4.1 典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型
3.4.2 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)及階躍響應(yīng)
3.5 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
本章小結(jié)
習(xí)題3
第4章　控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法
4.1 典型控制過程及性能指標(biāo)
4.1.1 典型初始狀態(tài)
4.1.2 典型輸入信號(hào)
4.1.3 階躍響應(yīng)的性能指標(biāo)
4.2 一階系統(tǒng)的時(shí)域分析
4.3 二階系統(tǒng)的時(shí)域分析
4.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
4.4.1 穩(wěn)定的基本概念
4.4.2 線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件
4.4.3 勞斯穩(wěn)定判據(jù)
4.4.4 兩種特殊情況
4.4.5 勞斯穩(wěn)定判據(jù)在系統(tǒng)分析中的應(yīng)用
4.5 穩(wěn)態(tài)性能的時(shí)域分析
4.5.1 穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念
4.5.2 系統(tǒng)類型
4.5.3 參考輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差
4.5.4 擾動(dòng)輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差
本章小結(jié)
習(xí)題4
第5章　控制系統(tǒng)的頻域分析法
5.1 頻率特性的概念
5.1.1 頻率特性的基本概念
5.1.2 頻率特性與傳遞函數(shù)的關(guān)系
5.1.3 頻率特性的性質(zhì)
5.1.4 頻率特性的圖形表示方法
5.2 典型環(huán)節(jié)的伯德圖
5.2.1 比例環(huán)節(jié)
5.2.2 積分環(huán)節(jié)
5.2.3 微分環(huán)節(jié)
5.2.4 慣性環(huán)節(jié)
5.2.5 比例微分環(huán)節(jié)
5.2.6 振蕩環(huán)節(jié)
5.2.7 一階不穩(wěn)定環(huán)節(jié)
5.2.8 最小相位系統(tǒng)的概念
5.3 系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線的繪制
5.3.1 系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線繪制的一般步驟
5.3.2 開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線繪制舉例
5.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性的頻域分析
5.4.1 對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)
5.4.2 穩(wěn)定裕量
5.5 動(dòng)態(tài)性能的頻域分析
5.5.1 三頻段的概念
5.5.2 典型系統(tǒng)
本章小結(jié)
習(xí)題5
第6章　自動(dòng)控制系統(tǒng)的校正
6.1 常用校正裝置
6.1.1 無源校正裝置
6.1.2 有源校正裝置
6.2 串聯(lián)校正
6.2.1 串聯(lián)比例校正
6.2.2 串聯(lián)比例微分校正
6.2.3 串聯(lián)比例積分校正
6.2.4 串聯(lián)比例積分微分校正
6.3 反饋校正
6.4 前饋控制的概念
本章小結(jié)
習(xí)題6
第7章　直流調(diào)速系統(tǒng)
7.1 直流調(diào)速系統(tǒng)概述
7.1.1 直流調(diào)速系統(tǒng)的基本概念
7.1.2 直流調(diào)速的三種方式
7.1.3 調(diào)壓調(diào)速的三種主要形式
7.1.4 直流調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)
7.2 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
7.2.1 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)常用調(diào)節(jié)器
7.2.2 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
7.2.3 無靜差調(diào)速系統(tǒng)概述及積分控制規(guī)律
7.3 帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
7.3.1 電流截止負(fù)反饋的引入
7.3.2 帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜特性
7.3.3 帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)過程
7.4 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例
本章小結(jié)
習(xí)題7
第8章　PWM直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)
8.1 直流脈寬調(diào)制電路的工作原理
8.1.1 不可逆、無制動(dòng)力PwM變換器
8.1.2 不可逆、有制動(dòng)力PwM變換器
8.1.3 可逆PWM變換器
8.2 脈寬調(diào)速系統(tǒng)的控制電路
8.2.1 直流脈寬調(diào)制器
8.2.2 邏輯延時(shí)電路
8.2.3 基極驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路
8.3 PwM直流調(diào)速裝置的系統(tǒng)分析
8.3.1 總體結(jié)構(gòu)
8.3.2 PwM脈寬調(diào)制變換器的傳遞函數(shù)
8.3.3 系統(tǒng)分析
8.4 由PwM集成芯片組成的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)實(shí)例
8.4.1 SGl731芯片簡(jiǎn)介
8.4.2 由sGl731組成的直流調(diào)速系統(tǒng)。本章小結(jié)
習(xí)題8
第9章　位置隨動(dòng)系統(tǒng)
9.1 位置隨動(dòng)系統(tǒng)組成及其基本特征
9.1.1 位置隨動(dòng)系統(tǒng)的組成
9.1.2 位置隨動(dòng)伺服系統(tǒng)的分類
9.1.3 隨動(dòng)伺服系統(tǒng)的控制方式
9.2 位置伺服系統(tǒng)的部件功能及工作原理
9.2.1 位置檢測(cè)元件
9.2.2 執(zhí)行元件
9.2.3 相敏整流與濾波電路
9.2.4 放大電路
9.3 位置隨動(dòng)伺服系統(tǒng)的控制特點(diǎn)與實(shí)例分析
9.3.1 系統(tǒng)組成原理圖
9.3.2 系統(tǒng)組成框圖
9.3.3 系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)過程
9.4 位置伺服系統(tǒng)的控制性能分析與校正設(shè)計(jì)
9.4.1 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析
9.4.2 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析
本章小結(jié)
習(xí)題9
第10章　異步交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)
10.1 交流變頻調(diào)速的基本概念
10.1.1 交流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介
10.1.2 交流變頻調(diào)速的基本控制方式
10.2 標(biāo)量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)
10.2.1 控制輸出電壓的方式
10.2.2 U/F比例控制方式
10.2.3 轉(zhuǎn)差頻率控制方式
10.3 矢量控制的調(diào)速系統(tǒng)
10.3.1 基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式
10.3.2 無速度傳感器的矢量控制方式
10.4 脈寬調(diào)制型交流變頻調(diào)速系統(tǒng)
10.4.1 PWM型變頻器工作原理
10.4.2 PwM型變頻調(diào)速系統(tǒng)的主電路
10.4.3 PwM型變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制電路
本章小結(jié)
習(xí)題10
第11章　復(fù)雜自控系統(tǒng)建模實(shí)例——兩輪自平衡小車
11.1 兩輪自平衡小車簡(jiǎn)介
11.2 兩輪自平衡小車的工作原理
11.3 倒立擺的分類及研究的意義
11.3.1 倒立擺的分類
11.3.2 倒立擺研究的意義
11.4 倒立擺模型——復(fù)雜控制系統(tǒng)的研究方法
11.4.1 控制理論的發(fā)展歷程及系統(tǒng)控制的基本方法
11.4 ，2非線性系統(tǒng)的線性化方法
11.5 自平衡小車的硬件組成及建模分析
11.5.1 自平衡小車的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
11.5.2 自平衡小車系統(tǒng)的硬件組成及實(shí)現(xiàn)
11.6 兩輪自平衡小車的建模
11.6.1 小車車體的運(yùn)動(dòng)分析
11.6.2 動(dòng)力學(xué)建模
11.7 系統(tǒng)非線性模型的線性化
11.7.1 基于泰勒級(jí)數(shù)的近似線性化方法求解過程
11.7.2 對(duì)具體兩輪自平衡小車的近似化線性模型
11.8 不同的線性化模型的Matlab性能仿真比較
11.8.1 兩種模型的可控角范圍比較
11.8.2 在可控范圍內(nèi)的性能比較
11.8.3 系統(tǒng)抗干擾能力的比較
11.8.4 靈敏度的比較
本章小結(jié)
附錄
附錄一自動(dòng)控制原理虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用
附錄二自動(dòng)控制技術(shù)常用術(shù)語中、英文對(duì)照
參考文獻(xiàn)