自動控制原理

第1章 自動控制的一般概念
1.1　引言
1.2　自動控制理論發(fā)展概述
1.3　自動控制和自動控制系統(tǒng)的基本概念
1.3.1　自動控制問題的提出
1.3.2　開環(huán)控制系統(tǒng)
1.3.3　閉環(huán)控制系統(tǒng)
1.3.4　開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較
1.3.5　復(fù)合控制系統(tǒng)
1.4　自動控制系統(tǒng)的基本組成
1.5　控制系統(tǒng)示例
1.6　自動控制系統(tǒng)的分類
1.6.1　恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)
1.6.2　定常系統(tǒng)和時變系統(tǒng)
1.6.3　線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)
1.6.4　連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)
1.6.5　單變量系統(tǒng)和多變量系統(tǒng)
1.7　對控制系統(tǒng)性能的基本要求
1.8　本課程的研究內(nèi)容
第1章 小結(jié)
習(xí)題1
第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.1　引言
2.2　控制系統(tǒng)的時域數(shù)學(xué)模型
2.2.1　線性元部件、線性系統(tǒng)微分方程的建立
2.2.2　非線性系統(tǒng)微分方程的線性化
2.2.3　線性定常微分方程的求解
2.2.4　運動的模態(tài)
2.3　控制系統(tǒng)的復(fù)域數(shù)學(xué)模型
2.3.1　傳遞函數(shù)
2.3.2　常用控制元件的傳遞函數(shù)
2.3.3　典型環(huán)節(jié)
2.3.4　傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式
2.4　控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及其等效變換
2.4.1　結(jié)構(gòu)圖
2.4.2　結(jié)構(gòu)圖等效變換
2.5　控制系統(tǒng)的信號流圖
2.5.1　信號流圖
2.5.2　梅遜增益公式
2.6　控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2.6.1　系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)
2.6.2　閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2.6.3　閉環(huán)系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)
第2章 小結(jié)
習(xí)題2
第3章 線性系統(tǒng)的時域分析與校正
3.1　概述
3.1.1　時域法的作用和特點
3.1.2　時域法常用的典型輸入信號
3.1.3　系統(tǒng)的時域性能指標(biāo)
3.2　一階系統(tǒng)的時間響應(yīng)及動態(tài)性能
3.2.1　一階系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)形式及單位階躍響應(yīng)
3.2.2　一階系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)計算
3.2.3　典型輸入下一階系統(tǒng)的響應(yīng)
3.3　二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)及動態(tài)性能
3.3.1　二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)形式及分類
3.3.2　過阻尼二階系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)計算
3.3.3　欠阻尼二階系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)計算
3.3.4　改善二階系統(tǒng)動態(tài)性能的措施
3.3.5　附加閉環(huán)零、極點對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響
3.4　高階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)及動態(tài)性能
3.4.1　高階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)
3.4.2　閉環(huán)主導(dǎo)極點
3.4.3　估算高階系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)的零點極點法
3.5　線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
3.5.1　穩(wěn)定性的概念
3.5.2　穩(wěn)定的充分必要條件
3.5.3　穩(wěn)定判據(jù)
3.6　線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.1　誤差與穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.2　計算穩(wěn)態(tài)誤差的一般方法
3.6.3　靜態(tài)誤差系數(shù)法
3.6.4　干擾作用引起的穩(wěn)態(tài)誤差分析
3.6.5　動態(tài)誤差系數(shù)法
3.7　線性系統(tǒng)時域校正
3.7.1　反饋校正
3.7.2　復(fù)合校正
第3章 小結(jié)
習(xí)題3
第4章 根軌跡法
4.1　根軌跡法的基本概念
4.1.1　根軌跡的基本概念
4.1.2　根軌跡與系統(tǒng)性能
4.1.3　閉環(huán)零、極點與開環(huán)零、極點之間的關(guān)系
4.1.4　根軌跡方程
4.2　繪制根軌跡的基本法則
4.3　廣義根軌跡
4.3.1　參數(shù)根軌跡
4.3.2　零度根軌跡
4.4　利用根軌跡分析系統(tǒng)性能
4.4.1　利用閉環(huán)主導(dǎo)極點估算系統(tǒng)的性能指標(biāo)
4.4.2　開環(huán)零、極點分布對系統(tǒng)性能的影響
第4章 小結(jié)
習(xí)題4
第5章 線性系統(tǒng)的頻域分析與校正
5.1　頻率特性的基本概念
5.1.1　頻率響應(yīng)
5.1.2　頻率特性
5.1.3　頻率特性的圖形表示方法
5.2　幅相頻率特性(Nyquist圖)
5.2.1　典型環(huán)節(jié)的幅相特性曲線
5.2.2　開環(huán)系統(tǒng)幅相特性曲線的繪制
5.3　對數(shù)頻率特性(Bode圖)
5.3.1　典型環(huán)節(jié)的Bode圖
5.3.2　開環(huán)系統(tǒng)Bode圖的繪制
5.3.3　由對數(shù)幅頻特性曲線確定開環(huán)傳遞函數(shù)
5.3.4　最小相角系統(tǒng)和非最小相角系統(tǒng)
5.4　頻域穩(wěn)定判據(jù)
5.4.1　奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
5.4.2　奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用
5.4.3　對數(shù)穩(wěn)定判據(jù)
5.5　穩(wěn)定裕度
5.5.1　穩(wěn)定裕度的定義
5.5.2　穩(wěn)定裕度的計算
5.6　利用開環(huán)對數(shù)幅頻特性分析系統(tǒng)的性能
5.6.1　L低頻段特性與系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的關(guān)系
5.6.2　L中頻段特性與系統(tǒng)動態(tài)性能的關(guān)系
5.6.3　L高頻段特性與系統(tǒng)抗高頻干擾能力的關(guān)系
5.7　閉環(huán)頻率特性曲線的繪制
5.7.1　用向量法求閉環(huán)頻率特性
5.7.2　尼柯爾斯圖線
5.8　利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能
5.8.1　閉環(huán)頻率特性的幾個特征量
5.8.2　閉環(huán)頻域指標(biāo)與時域指標(biāo)的關(guān)系
5.9　頻率法串聯(lián)校正
5.9.1　相位超前校正
5.9.2　相位滯后校正
5.9.3　串聯(lián)滯后一超前校正
5.9.4　串聯(lián)PID校正
第5章 小結(jié)
習(xí)題5
第6章 線性離散系統(tǒng)的分析與校正
6.1　離散系統(tǒng)
6.2　信號采樣與保持
6.2.1　信號采樣
6.2.2　采樣定理
6.2.3　采樣周期的選擇
6.2.4　零階保持器
第7章 非線性控制系統(tǒng)分析
第8章 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合
附錄
參考文獻