自動控制原理

1章概述1
11自動控制理論的發(fā)展及趨勢1
12開環(huán)控制與閉環(huán)控制2
13對自動控制系統的基本要求4
131穩(wěn)定性4
132精確性5
133快速性5
14本書梗概6
141建模6
142系統分析6
143系統綜合6
15學生自讀6
151學習目標6
152例題分析與工程實例6
153本章小結9
習題19
第2章控制系統及其組成環(huán)節(jié)的數學
模型11
21數學模型的類型及建模方法11
211數學模型的幾種類型11
212數學模型建立的一般方法11
22系統的微分方程數學模型的建立11
23控制系統的傳遞函數模型15
231傳遞函數15
232控制系統中的典型環(huán)節(jié)17
233系統方塊圖21
234信號流圖27
235梅遜公式31
24利用Matlab建立控制系統模型32
25學生自讀36
251學習目標36
252例題分析與工程實例36
253本章小結38
習題239
第3章控制系統的時域分析法42
31控制系統的過渡過程形式及性能指標42
311控制系統的輸入信號42
312控制系統過渡過程的性能指標43
32一階系統的動態(tài)響應44
321單位階躍響應45
322單位斜坡響應46
323單位脈沖響應47
33二階系統的動態(tài)響應48
331二階系統數學模型的標準形式48
332二階系統的單位階躍響應49
333二階欠阻尼系統過渡過程的性能
指標52
34高階系統的動態(tài)響應56
341高階系統的解析分析56
342高階系統的降階近似分析58
35控制系統的穩(wěn)態(tài)誤差分析59
351穩(wěn)態(tài)誤差與系統類型60
352給定穩(wěn)態(tài)偏差分析61
353擾動穩(wěn)態(tài)偏差分析64
36控制系統的穩(wěn)定性分析65
361系統穩(wěn)定性的概念及條件65
362勞斯穩(wěn)定判據66
363勞斯穩(wěn)定判據的應用70
37應用Matlab分析控制系統的性能71
38學生自讀75
381學習目標75
382例題分析與工程實例75
383本章小結79
習題380
第4章根軌跡分析82
41根軌跡的概念82
411根軌跡引入的背景82
412根軌跡的概念82
413閉環(huán)零.極點與開環(huán)零.極點的
關系83
414根軌跡方程84
42根軌跡繪制的基本法則84
43廣義根軌跡89
431參數根軌跡89
432零度根軌跡的繪制法則90
44在根軌跡圖上分析系統性能91
441根軌跡圖上的閉環(huán)零.極點與時間
響應的關系91
442系統性能定性分析的原則93
443舉例94
45利用Matlab繪制系統的根軌跡95
46學生自讀98
461學習目標98
462例題分析與工程實例98
463本章小結101
習題4101
第5章頻率特性分析法103
51頻率特性及其圖示法103
511頻率特性103
512頻率特性的極坐標圖107
513典型環(huán)節(jié)的伯德（Bode）圖
示法113
52奈奎斯特（Nyquist）穩(wěn)定判據124
521柯西定理124
522奈奎斯特穩(wěn)定判據125
523奈奎斯特軌跡穿過F（s）奇點
情況129
524奈奎斯特穩(wěn)定判據的物理意義130
53穩(wěn)定裕度及其分析方法131
531穩(wěn)定裕度（適用最小相位系統）
的基本概念131
533系統的帶寬133
534穩(wěn)定裕度的分析方法134
54閉環(huán)頻率特性及其分析方法136
541開環(huán)頻率特性與閉環(huán)頻率特性136
542閉環(huán)頻率特性分析方法137
55應用Matlab進行頻率分析139
56學習自讀141
561學習目標141
562例題分析與工程實例141
563本章小結146
習題5147
第6章線性系統的校正方法149
61系統校正的問題和校正裝置149
611性能指標及互換149
612校正方式151
613常用校正裝置及其特性152
614PID控制器154
62頻率域上的校正方法155
621串聯超前校正155
622串聯滯后校正156
623串聯滯后超前校正157
624并聯校正158
63時域上的校正方法158
631串聯校正159
632并聯校正165
633一般二次型校正裝置的設計166
634PID控制器的理論設計169
64前饋校正和復合校正170
641前饋校正的第一種形式170
642前饋校正的第二種形式171
643前饋濾波器問題171
644復合校正172
65Matlab在系統校正中的應用172
66學生自讀174
661學習目標174
662例題分析與工程實例174
663本章小節(jié)178
習題6178
第7章狀態(tài)空間分析設計方法180
71線性系統的狀態(tài)空間數學模型180
711系統狀態(tài)空間表達的基本概念180
712線性系統的狀態(tài)空間描述181
713由機理分析建立狀態(tài)空間表
達式181
714由微分方程建立狀態(tài)空間表
達式183
715由傳遞函數建立狀態(tài)空間表
達式186
716狀態(tài)空間表達式與傳遞函數
矩陣186
72系統的狀態(tài)空間運動分析188
721線性定常系統狀態(tài)運動分析188
722矩陣指數函數eAt190
73線性定常系統的能控性與能觀測性192
731基本概念193
732能控性與能觀測性判據195
733單輸入單輸出系統的能控/能觀
規(guī)范形201
734結構分解203
74線性系統的狀態(tài)反饋與極點配置209
741狀態(tài)反饋與輸出反饋209
742狀態(tài)反饋極點配置211
743輸出反饋極點配置214
75狀態(tài)觀測器的設計215
751全維觀測器的設計215
752最小階觀測器219
753具有觀測器的狀態(tài)反饋控制
系統222
76Matlab在狀態(tài)空間分析中的應用225
77學生自讀233
771學習目標233
772例題分析與工程實例233
773本章小結239
習題7239
第8章采樣控制系統分析方法242
81采樣控制系統概述242
82信號的采樣與保持243
821采樣器與采樣過程243
822采樣過程的數學描述244
823采樣定理及采樣保持246
83采樣信號的Z變換250
831采樣信號的Z變換250
832Z變換的基本性質253
833Z反變換256
84離散系統的數學模型259
841微分方程的離散化259
842連續(xù)狀態(tài)方程的離散化260
843脈沖傳遞函數262
85采樣系統的數學模型之間的相互
轉換270
851差分方程和脈沖傳遞函數之間
的轉換270
852差分方程和離散狀態(tài)方程之間
的轉換270
853離散狀態(tài)方程和脈沖傳遞函數之間
的轉換272
86采樣系統的性能分析276
861穩(wěn)定性分析276
862穩(wěn)態(tài)特性分析280
863動態(tài)特性分析282
87Matlab在離散系統中的應用285
88學生自讀288
881學習目標288
882例題分析與工程實例288
883本章小結291
習題8292
第9章非線性控制系統294
91概述294
911研究非線性系統的意義294
912非線性系統的一般特征295
913模型線性化295
914典型非線性環(huán)節(jié)及其影響297
915非線性系統的研究方法及特點298
92描述函數方法300
921描述函數的概念301
922典型非線性環(huán)節(jié)描述函數的
計算301
923描述函數分析方法305
93相平面方法310
931相平面及相軌跡的特點310
932相軌跡的繪制方法311
933線性二階系統的相軌跡312
934非線性系統相平面分析315
94李亞普諾夫穩(wěn)定性理論316
941李亞普諾夫意義下的穩(wěn)定性316
942李亞普諾夫穩(wěn)定性理論318
943線性系統的李亞普諾夫穩(wěn)定性
分析321
95應用Matlab分析非線性系統322
96學生自讀326
961學習目標326
962例題分析與工程實例326
963本章小節(jié)329
習題9330
附錄1數學基礎332
附錄2根軌跡繪制法則的證明335
附錄3Matlab基礎知識340
部分習題答案352
參考文獻358