自動控制原理 第2版

目錄
出版說明
前言
第1章緒論1
1.1自動控制的基本概念1
1.1.1人工控制與自動控制1
1.1.2控制系統框圖2
1.1.3開環(huán)控制與閉環(huán)控制3
1.1.4自動控制系統的應用實例3
1.2自動控制系統的組成6
1.2.1基本組成部分6
1.2.2常用的名詞術語7
1.3自動控制系統的分類7
1.4自動控制理論概要8
1.4.1自動控制理論的發(fā)展8
1.4.2對自動控制系統的基本要求9
1.4.3本書內容10
1.5小結11
1.6習題11
第2章自動控制系統的數學模型14
2.1控制系統數學模型的概念14
2.1.1建立數學模型的方法14
2.1.2數學模型的類型14
2.2控制系統的微分方程15
2.2.1線性系統微分方程的建立15
2.2.2微分方程的增量化表示18
2.2.3線性系統的重要特征19
2.2.4非線性微分方程的線性化20
2.3控制系統的傳遞函數21
2.3.1傳遞函數的概念21
2.3.2關于傳遞函數的幾點說明23
2.3.3典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數25
2.4控制系統的結構圖28
2.4.1結構圖的概念29
2.4.2結構圖的組成和建立29
2.4.3結構圖的等效變換和簡化30
2.4.4典型閉環(huán)控制系統的結構圖及其
傳遞函數36
2.5信號流圖38
2.5.1信號流圖的概念38
2.5.2梅遜公式40
2.6小結41
2.7習題42
第3章自動控制系統的時域
分析法45
3.1系統穩(wěn)定性分析45
3.1.1線性系統穩(wěn)定的概念和穩(wěn)定的
充要條件45
3.1.2勞斯(Routh)穩(wěn)定判據47
3.2時域分析法基礎53
3.2.1典型輸入信號53
3.2.2瞬態(tài)響應和穩(wěn)態(tài)響應54
3.2.3階躍響應性能指標55
3.3一階系統的動態(tài)性能56
3.4二階系統的動態(tài)性能57
3.4.1典型二階系統的動態(tài)性能57
3.4.2具有零點的二階系統分析66
3.5高階系統的動態(tài)性能69
3.6穩(wěn)態(tài)誤差分析70
3.6.1穩(wěn)態(tài)誤差的定義71
3.6.2控制系統的型別72
3.6.3給定輸入作用下系統的穩(wěn)態(tài)
誤差72
3.6.4擾動輸入作用下系統的穩(wěn)態(tài)
誤差76
3.6.5降低穩(wěn)態(tài)誤差的方法78
3.7PID基本控制規(guī)律的分析80
3.8利用MATLAB進行時域分析82
3.8.1傳遞函數模型的MATLAB
表示83
3.8.2用MATLAB求控制系統的單位
階躍響應85
3.8.3利用MATLAB輔助分析控制系
統的穩(wěn)定性85
3.9小結86
3.10習題87
第4章根軌跡分析法91
4.1根軌跡的基本概念91
4.1.1根軌跡的概念91
4.1.2幅值條件和相角條件93
4.2繪制根軌跡的基本法則95
4.3參量根軌跡和根軌跡簇108
4.3.1參量根軌跡108
4.3.2根軌跡簇110
4.4零度根軌跡111
4.5延遲系統的根軌跡114
4.5.1延遲系統根軌跡方程的幅值條件
和相角條件114
4.5.2繪制延遲系統的根軌跡115
4.6根軌跡法分析系統的性能118
4.7增加開環(huán)零極點對根軌跡的影響123
4.7.1增加開環(huán)零點對根軌跡的
影響123
4.7.2增加開環(huán)極點對根軌跡的
影響123
4.7.3增加開環(huán)偶極子對根軌跡
的影響123
4.8利用MATLAB繪制根軌跡圖126
4.9小結127
4.10習題127
第5章頻率特性分析法131
5.1頻率特性的基本概念131
5.1.1頻率特性的定義131
5.1.2頻率特性和傳遞函數的關系133
5.2頻率特性的圖示方法134
5.2.1幅相頻率特性曲線134
5.2.2對數頻率特性曲線134
5.2.3對數幅相特性曲線135
5.3典型環(huán)節(jié)的頻率特性136
5.4系統的開環(huán)頻率特性144
5.4.1系統開環(huán)幅相頻率特性的
繪制144
5.4.2系統開環(huán)對數頻率特性的
繪制147
5.4.3最小相位系統與非最小相位
系統149
5.5奈奎斯特穩(wěn)定判據150
5.5.1幅角定理150
5.5.2奈奎斯特判據152
5.5.3奈奎斯特判據在Ⅰ型和Ⅱ型
系統中的應用153
5.5.4在伯德圖上判別閉環(huán)系統的
穩(wěn)定性158
5.5.5多回路系統的穩(wěn)定性分析159
5.6相對穩(wěn)定性160
5.7利用開環(huán)頻率特性分析系統的
性能164
5.8利用閉環(huán)頻率特性分析系統
的性能167
5.8.1用向量法求閉環(huán)頻率特性167
5.8.2利用閉環(huán)幅頻特性分析和
估算系統的性能168
5.9利用MATLAB繪制頻率特性曲
線圖170
5.9.1利用MATLAB繪制奈奎斯
特圖170
5.9.2利用MATLAB繪制伯德圖171
5.9.3利用MATLAB分析相對穩(wěn)
定性171
5.10小結172
5.11習題173
第6章自動控制系統的校正177
6.1控制系統校正的基本概念177
6.1.1校正方式177
6.1.2性能指標178
6.1.3設計方法179
6.2校正裝置及其特性179
6.3串聯校正的設計187
6.3.1串聯校正的頻率法設計187
6.3.2串聯校正的根軌跡法設計194
6.3.3串聯校正的期望對數頻率特性
設計法201
6.4反饋校正的設計204
6.5復合控制校正207
6.6小結208
6.7習題209
第7章線性離散控制系統的分析212
7.1線性離散控制系統的概念212
7.2采樣過程和采樣定理213
7.2.1采樣過程213
7.2.2采樣定理214
7.2.3信號復現與零階保持器216
7.3z變換217
7.3.1z變換的定義218
7.3.2z變換的求法218
7.3.3z變換的基本定理221
7.3.4z反變換224
7.4離散控制系統的數學模型226
7.4.1差分方程226
7.4.2脈沖傳遞函數228
7.5離散控制系統的穩(wěn)定性分析233
7.5.1s平面與z平面的映射關系233
7.5.2離散控制系統穩(wěn)定的充要
條件234
7.5.3離散控制系統的勞斯穩(wěn)定
判據235
7.6離散控制系統的穩(wěn)態(tài)誤差分析237
7.7離散控制系統的動態(tài)性能分析240
7.7.1離散控制系統閉環(huán)極點分布和
暫態(tài)響應的關系241
7.7.2離散控制系統動態(tài)性能的
估算244
7.8