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自動(dòng)控制原理

自動(dòng)控制原理

定 價(jià):¥25.00

作 者: 謝克明主編
出版社: 電子工業(yè)出版社
叢編項(xiàng): 新編電氣與電子信息類(lèi)本科規(guī)劃教材
標(biāo) 簽: 暫缺

ISBN: 9787121000621 出版時(shí)間: 2004-07-01 包裝: 精裝
開(kāi)本: 26cm 頁(yè)數(shù): 307 字?jǐn)?shù):  

內(nèi)容簡(jiǎn)介

  本書(shū)比較全面地闡述自動(dòng)控制的基本理論及應(yīng)用。全書(shū)共分8章和5個(gè)附錄,主要內(nèi)容包括:線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、時(shí)域響應(yīng)分析、根軌跡分析、頻域特性分析、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正、非線性系統(tǒng)分析、采樣控制系統(tǒng),以及在MATLAB與Simulink支持下對(duì)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)。全書(shū)內(nèi)容取材新穎,闡述深入淺出,為了便于自學(xué),各章均附有豐富的例題和習(xí)題。為了方便教學(xué),本書(shū)提供電子課件,具體情況請(qǐng)查閱http://edu.phei.com.cn。本書(shū)可作為自動(dòng)化等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科生教材,也可供相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究生或從事自動(dòng)化技術(shù)工作的人員參考。前言自動(dòng)控制原理是自動(dòng)化學(xué)科的重要理論基礎(chǔ),是專(zhuān)門(mén)研究有關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)中基本概念、基本原理和基本方法的一門(mén)課程,是高等學(xué)校自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心基礎(chǔ)理論課程。學(xué)好自動(dòng)控制理論對(duì)掌握自動(dòng)化技術(shù)有著重要的作用。本書(shū)是為適應(yīng)自動(dòng)化學(xué)科的發(fā)展,拓寬專(zhuān)業(yè)面、優(yōu)化整體教學(xué)體系的教學(xué)改革形勢(shì),按照“理論講透,重在應(yīng)用”的原則,總結(jié)了作者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和課程教學(xué)改革的成果,參考了國(guó)內(nèi)外控制理論及應(yīng)用發(fā)展的方向,經(jīng)反復(fù)討論編寫(xiě)而成的。全書(shū)共分8章及5個(gè)附錄。主要內(nèi)容分為4大部分:第一部分包括基本概念、線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、時(shí)域響應(yīng)分析、根軌跡分析、頻域特性分析、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正,這些內(nèi)容屬于線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)問(wèn)題,闡明自動(dòng)控制的3個(gè)基本問(wèn)題,即模型、分析和控制;第二部分闡述非線性系統(tǒng)的基本理論和分析方法,包括相平面法和描述函數(shù)法,目的是為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下一定的基礎(chǔ);第三部分有意加強(qiáng)作為數(shù)字控制理論基礎(chǔ)的采樣控制系統(tǒng)的討論,重點(diǎn)介紹采樣系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、穩(wěn)定性分析與采樣系統(tǒng)的校正;第四部分包括在MATLAB與Simulink支持下對(duì)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì),設(shè)置于附錄A及各章的最后一節(jié)中。本書(shū)是根據(jù)目前本科院校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)“自動(dòng)控制原理”的教學(xué)大綱而編寫(xiě)的,適用于自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)及其他電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生使用。編寫(xiě)過(guò)程中,作者充分注意到以下幾點(diǎn)。(1)注重體系的基本結(jié)構(gòu),強(qiáng)調(diào)控制理論的基本概念、基本原理和基本方法,內(nèi)容精練,重點(diǎn)突出,不以細(xì)節(jié)為主。(2)以學(xué)生為本,加強(qiáng)能力培養(yǎng),遵照認(rèn)識(shí)規(guī)律,內(nèi)容敘述力求深入淺出、層次分明;注意理論的完整性與工程實(shí)用性相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。(3)引入了風(fēng)靡世界的MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的輔助分析和設(shè)計(jì),以培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代化的分析與設(shè)計(jì)能力,以適應(yīng)21世紀(jì)教學(xué)現(xiàn)代化的發(fā)展要求。(4)為了便于不同層次的學(xué)生和讀者自學(xué),各章都附有較豐富的、有難度層次的典型例題和習(xí)題,并有部分習(xí)題要求應(yīng)用MATLAB求解。(5)給出本書(shū)主要專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)的英文對(duì)照,以方便學(xué)生閱讀相關(guān)的英文文獻(xiàn)。本書(shū)由謝克明主編,王柏林任副主編。參加編寫(xiě)的人員有:謝剛(第2—3章和附錄B,C,D,E)、王柏林(第4,7章)、劉文定(第5~6章)、劉宏錦(第8章)和謝克明(第1章和附錄A)。全書(shū)最后由謝克明統(tǒng)稿。借此衷心感謝本書(shū)的主審李友善教授和責(zé)任編輯凌毅女士,同時(shí)對(duì)在本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中給予過(guò)幫助的各位人員表示誠(chéng)摯的謝意。由于筆者水平有限,書(shū)中錯(cuò)誤和不妥之處在所難免,懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

作者簡(jiǎn)介

暫缺《自動(dòng)控制原理》作者簡(jiǎn)介

圖書(shū)目錄

第1章 引論
1. 1 開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制
1. 1. 1 開(kāi)環(huán)控制
1. 1. 2 閉環(huán)控制 反饋控制
1. 2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及術(shù)語(yǔ)
1, 3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的類(lèi)型
1. 3. 1 按信號(hào)流向劃分
1. 3. 2 按系統(tǒng)輸入信號(hào)劃分
1. 3. 3 線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)
1. 3. 4 定常系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)
1. 3. 5 連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)
1. 3. 6 單輸入單輸出系統(tǒng)與多輸入多輸出系統(tǒng)
1. 4 自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的基本要求
1, 5 自動(dòng)控制課程的主要任務(wù)
1. 5. 1 階躍函數(shù)
1. 5. 2 斜坡函數(shù) 等速度函數(shù)
l. 5. 3 拋物線函數(shù) 等加速度函數(shù)
1. 5. 4 脈沖函數(shù)
1. 5. 5 正弦函數(shù)
1. 6 自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)例
l. 6. 1 造紙機(jī)分部傳動(dòng)控制系統(tǒng)
1. 6. 2 谷物濕度控制系統(tǒng)
1. 6. 3 烘烤爐溫度控制系統(tǒng)
本章小結(jié)
習(xí)題
第2章 線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2. 1 線性系統(tǒng)的微分方程
2. 2 微分方程的線性化
2. 3 傳遞函數(shù)
2. 3. 1 傳遞函數(shù)
2. 3. 2 傳遞函數(shù)的特點(diǎn)
2. 3. 3 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)
2. 4 方框圖
2. 4. 1 方框圖
2. 4. 2 系統(tǒng)方框圖的構(gòu)成
2. 4. 3 環(huán)節(jié)間的連接
2. 4. 4 方框圖的變換和簡(jiǎn)化
2. 5 信號(hào)流圖
2. 5. 1 信號(hào)流圖的定義
2. 5. 2 系統(tǒng)的信號(hào)流圖
2. 5, 3 信號(hào)流圖的定義和術(shù)語(yǔ)
2. 5. 4 信號(hào)流圖的性質(zhì)
2. 5. 5 信號(hào)流圖的簡(jiǎn)化
2. 5. 6 信號(hào)流圖的增益公式
2. 6 MATLAB中數(shù)學(xué)模型的表示
2. 6. 1 傳遞函數(shù)
2. 6. 2 傳遞函數(shù)的特征根及零極點(diǎn)圖
2. 6. 3 控制系統(tǒng)的方框圖模型
2. 6. 4 控制系統(tǒng)的零極點(diǎn)模型
2. 6. 5 狀態(tài)空間表達(dá)式
本章小結(jié)
習(xí)題
第3章 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析
3. 1 線性定常系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)
3. 2 控制系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)的性能指標(biāo)
3. 2. 1 穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)
3. 2. 2 動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)
3. 3 線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性
3. 3. 1 穩(wěn)定性的概念
3. 3. 2 線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件
3. 3. 3 勞斯判據(jù)
3. 3. 4 赫爾維茨判據(jù)
3. 3. 5 系統(tǒng)參數(shù)對(duì)穩(wěn)定性的影響
3. 3. 6 相對(duì)穩(wěn)定性和穩(wěn)定裕量
3. 4 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
3. 4. 1 誤差及穩(wěn)態(tài)誤差的定義
3. 4. 2 穩(wěn)態(tài)誤差分析
3. 4. 3 穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算
3. 4. 4 應(yīng)用靜態(tài)誤差系數(shù)計(jì)算給定信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差
3. 4. 5 擾動(dòng)信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的關(guān)系
3. 4. 6 改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的途徑
3. 5 一階系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)
3. 5. 1 數(shù)學(xué)模型
3. 5. 2 單位階躍響應(yīng)
3. 5. 3 性能指標(biāo)
3. 5. 4 一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)
3. 6 二階系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)
3. 6. l 二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
3. 6. 2 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)
3. 6. 3 二階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)
3. 7 高階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)
3. 7. 1 高階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)
3. 7. 2 高階系統(tǒng)的降階
3. 7. 3 零極點(diǎn)對(duì)階躍響應(yīng)的影響
3. 8 用MATLAB和Simulink進(jìn)行瞬態(tài)響應(yīng)分析
3. 8. 1 單位脈沖響應(yīng)
3. 8. 2 單位階躍響應(yīng)
3. 8. 3 斜坡響應(yīng)
3. 8. 4 任意函數(shù)作用下系統(tǒng)的響應(yīng)
3. 8. 5 Simulink中的時(shí)域響應(yīng)舉例
本章小結(jié)
習(xí)題
第4章 根軌跡法
4. 1 根軌跡的基本概念
4. 2 繪制典型根軌跡
4. 3 特殊根軌跡圖
4. 4 用MATLAB繪制根軌跡圖
4. 5 控制系統(tǒng)的根軌跡分析
本章小結(jié)
習(xí)題
第5章 控制系統(tǒng)的頻域分析
5. 1 頻率特性
5. 1. 1 頻率特性概述
5. 1. 2 頻率特性的求取
5. 1. 3 頻域性能指標(biāo)
5. 2 典型環(huán)節(jié)的頻率特性
5. 2. 1 概述
5. 2. 2 典型環(huán)節(jié)的頻率特性
5. 3 系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)頻率特性
5. 3. 1 系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性
5. 3. 2 系統(tǒng)開(kāi)環(huán)極坐標(biāo)圖 奈氏圖
5. 3. 3 最小相位和非最小相位系統(tǒng)
5. 4 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
5. 4. 1 映射定理
5. 4. 2 Nyquist軌跡及其映射
5. 4. 3 Nyquist穩(wěn)定判據(jù)
5. 4. 4 Nyquist穩(wěn)定判據(jù)二
5. 4. 5 Nyquist對(duì)數(shù)穩(wěn)定判據(jù)
5. 5 控制系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性
5. 5. l 增益裕度
5. 5. 2 相角裕量
5. 5. 3 用幅相頻率特性曲線分析系統(tǒng)穩(wěn)定性
5. 6 閉環(huán)頻率特性
5. 6. 1 等M圓 等幅值軌跡
5. 6. 2 等N圓 等相角軌跡
5. 6. 3 利用等M圓和等N圓求單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性
5. 6. 4 非單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性
5. 7 用頻率特性分析系統(tǒng)品質(zhì)
5. 7. 1 閉環(huán)頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)的關(guān)系
5. 7. 2 開(kāi)環(huán)頻率特性與時(shí)域響應(yīng)的關(guān)系
5. 8 MATLAB頻域特性分析
5. 8. 1 Bode圖
5. 8, 2 Nyquist圖
5. 8. 3 Nichols圖
本章小結(jié)
習(xí)題
第6章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和校正
6. 1 概述
6. 1. 1 系統(tǒng)的性能指標(biāo)
6. 1. 2 系統(tǒng)的校正
6. 2 線性系統(tǒng)的基本控制規(guī)律
6. 2. 1 比例 P 控制作用
6. 2. 2 比例微分 PD 控制作用
6, 2. 3 積分 I 控制作用
6. 2. 4 比例積分微分 PID 控制作用
6. 3 校正裝置及其特性
6. 3. 1 超前校正裝置
6. 3. 2 滯后校正裝置
6. 3. 3 滯后-超前校正裝置
6. 4 采用根軌跡法進(jìn)行串聯(lián)校正
6. 4. 1 串聯(lián)超前校正
6. 4. 2 串聯(lián)滯后校正
6. 4. 3 滯后-超前校正
6. 5 頻率法進(jìn)行串聯(lián)校正
6. 5. 1 頻率法的串聯(lián)超前校正
6. 5. 2 頻率法的串聯(lián)滯后校正
6. 5. 3 頻率法的串聯(lián)滯后-超前校正
6. 5. 4 按期望特性對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正
6. 6 反饋校正
6. 6. 1 比例負(fù)反饋校正
6. 6. 2 微分負(fù)反饋校正
6. 6. 3 反饋校正的設(shè)計(jì)
6. 7 復(fù)合校正
6. 7. 1 反饋控制與前饋校正的復(fù)合控制
6. 7. 2 反饋控制與擾動(dòng)補(bǔ)償校正的復(fù)合控制
6. 8 基于MATLAB和Simulink的線性控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
6. 8. 1 相位超前校正
6. 8. 2 相位滯后校正
6. 8. 3 Simulink下的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和校正
本章小結(jié)
習(xí)題
第7章 非線性系統(tǒng)分析
7. 1 常見(jiàn)非線性特性
7. 1. 1 死區(qū)特性
7. 1. 2 飽和特性
7. 1. 3 繼電特性
7. 1. 4 間隙特性
7. 2 相平面法
7. 2. 1 相平面的基本概念
7. 2. 2 相軌跡圖
7. 3 線性系統(tǒng)的相軌跡
7. 3. 1 二階線性系統(tǒng)的相軌跡
7, 3. 2 奇點(diǎn)的穩(wěn)定性
7. 4 非線性系統(tǒng)的相平面分析
7. 4. 1 具有飽和特性的非線性系統(tǒng)
7. 4. 2 具有繼電特性的非線性系統(tǒng)
7. 5 描述函數(shù)法
7. 5. 1 描述函數(shù)定義
7. 5. 2 描述函數(shù)的計(jì)算
7. 5. 3 非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)分析
7. 6 基于Simulink的非線性系統(tǒng)分析
本章小結(jié)
習(xí)題
第8章 采樣控制系統(tǒng)
8. 1 概述
8. 2 采樣過(guò)程與采樣定理
8. 3 采樣信號(hào)保持器
8. 3. 1 零階保持器
8. 3. 2 一階保持器
8. 4 Z變換
8. 4. 1 Z變換定義
8. 4. 2 Z變換方法
8. 4. 3 Z變換性質(zhì)
8. 4. 4 Z反變換
8. 5 采樣系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
8. 5. 1 線性常系數(shù)差分方程
8. 5. 2 差分方程求解
8. 5. 3 脈沖傳遞函數(shù) Z傳遞函數(shù)
8. 6 采樣系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
8. 6. 1 采樣系統(tǒng)的穩(wěn)定條件
8. 6. 2 勞斯穩(wěn)定判據(jù)
8. 6. 3 朱利穩(wěn)定判據(jù)
8. 6. 4 采樣周期與開(kāi)環(huán)增益對(duì)穩(wěn)定性的影響
8. 7 采樣系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
8. 7. 1 單位階躍輸入時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差
8. 7. 2 單位斜坡輸入時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差
8. 7. 3 單位加速度輸入時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差
8. 8 采樣系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)與脈沖傳遞函數(shù)零. 極點(diǎn)分布的關(guān)系
8. 9 采樣系統(tǒng)的校正
8. 9. 1 數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)
8. 9. 2 最少拍系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)
8. 9. 3 求取數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)
8. 9. 4 關(guān)于閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù) z 或 z 的討論
8. 10 MATLAB在采樣系統(tǒng)中的應(yīng)用
8. 10. 1 連續(xù)系統(tǒng)的離散化
8. 10. 2 求采樣系統(tǒng)的響應(yīng)
本章小結(jié)
習(xí)題
附錄A 控制系統(tǒng)的Simulink基礎(chǔ)知識(shí)
附錄B 常用函數(shù)的拉普拉斯變換表
附錄C 常用函數(shù)的Z變換表
附錄D 本書(shū)所用的MATLAB和Simulink命令
附錄E 控制理論術(shù)語(yǔ)中英文對(duì)照
參考文獻(xiàn)

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