自动控制原理 第二版作 者： 潘丰，徐颖秦，熊伟丽 等 编出版时间：2015丛编项： 高等院校精品课程系列教材，“十二五”江苏省高等学校重点教材，江苏省高等学校精品教材内容简介 《自动控制原理（第2版）》主要面向教学研究型大学自动化类学生，同时为适应不同专业和不同层次教学的需要，各章所述的基本分析方法尽可能做到相对独立，以便使用者灵活选择。全书从适应教学研究型大学的角度出发，以经典控制理论为主，较系统地介绍了自动控制理论的基本内容，着重于基本概念、基本理论和基本分析方法及典型应用。全书共分8章，包括：自动控制系统概论、控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、控制系统的校正、非线性控制系统、离散控制系统等。《自动控制原理（第2版）》内容新、实用性强、重点突出、叙述深入浅出、文字简明流畅。书中除有一般性的例题外和习题外，另有一实例贯穿教材始终，每章还附有综合性的例题精解以及MATLAB在控制系统分析和设计方面的应用。每章都设有导读和小结，便于学生学习和总结。《自动控制原理（第2版）》可作为普通高等工科学校自动化、电气工程及其自动化、机械制造及自动化、测控技术与仪器以及系统工程、电力、冶金等专业的“自动控制原理”课程（48-72学时）的教材，也可作为从事自动化类各种专业的工程技术人员自学参考用书。目录前言第1章 引论1.1 自动控制系统概述1.1.1 自动控制系统的一般概念1.1.2 开环控制1.1.3 闭环控制1.1.4 闭环控制系统的基本组成1.1.5 自动控制理论的发展1.2 自动控制系统的类型1.2.1 按信号流向划分1.2.2 按输入信号变化规律划分1.2.3 线性系统和非线性系统1.2.4 定常系统和时变系统1.2.5 连续系统和离散系统1.2.6 单输入单输出系统与多输入多输出系统1.3 控制系统性能的基本要求和本课程的主要任务1.3.1 控制系统性能的基本要求1.3.2 本课程的主要任务1.4 自动控制系统实例*1.4.1 磁盘驱动读取系统1.4.2 烘烤炉温度控制系统1.4.3 传动控制系统本章小结思考题习题第2章 控制系统的数学模型2.1 线性系统的时间域数学模型：微分方程2.1.1 列写系统微分方程的一般方法2.1.2 线性系统的特点2.1.3 线性定常系统微分方程的求解2.1.4 运动的模态*2.2 非线性数学模型的线性化*2.3 线性系统的复数域数学模型：传递函数2.3.1 传递函数的定义2.3.2 传递函数的基本性质2.3.3 传递函数的常用表达形式2.3.4 典型环节的传递函数2.4 控制系统的结构图2.4.1 结构图的组成和绘制2.4.2 结构图的等效变换和简化2.5 信号流图和梅森增益公式2.5.1 信号流图的组成及性质2.5.2 根据微分方程绘制信号流图2.5.3 根据系统结构图绘制信号流图2.5.4 梅森增益公式2.6 MATLAB中数学模型的表示*2.6.1 传递函数2.6.2 控制系统的结构图模型2.6.3 控制系统的零极点模型本章小结思考题习题MATLAB实践与拓展题*第3章 控制系统的时域分析法3.1 系统的时域响应及其性能指标3.1.1 典型输入信号3.1.2 时域响应过程3.1.3 性能指标3.2 一阶系统的时域响应3.2.1 一阶系统的数学模型和结构图3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应3.2.3 一阶系统的单位脉冲响应3.2.4 一阶系统的单位斜坡响应3.3 二阶系统的时域响应3.3.1 二阶系统的数学模型和结构图3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应3.3.3 二阶系统阶跃响应的性能指标3.4 高阶系统的时域响应3.4.1 高阶系统的时域响应分析3.4.2 闭环主导极点3.5 线性系统的稳定性分析3.5.1 稳定性的概念及定义3.5.2 线性定常系统稳定的充分必要条件3.5.3 线性系统的代数判据：劳斯稳定判据3.5.4 控制系统的相对稳定性3.6 控制系统的稳态误差3.6.1 关于稳态误差的基本概念3.6.2 给定信号作用下的稳态误差（静态误差系数法）3.6.3 扰动信号作用下的稳态误差3.6.4 提高系统控制精度的措施3.7 MATLAB在时域分析中的应用3.7.1 用MATLAB求系统的时域响应3.7.2 任意函数作用下系统的响应3.7.3 LTI观测器3.7.4 Simulink中的时域响应分析举例本章小结思考题习题MATLAB实践与拓展题*第4章 控制系统的根轨迹分析法4.1 根轨迹的基本概念4.1.1 根轨迹的定义4.1.2 根轨迹方程及其幅值和相角条件4.2 根轨迹绘制的基本规则4.2.1 绘制根轨迹的基本规则4.2.2 根轨迹绘制例题4.3 广义根轨迹4.3.1 参量根轨迹4.3.2 零度根轨迹4.4 控制系统的根轨迹分析法4.4.1 根轨迹与稳定性分析4.4.2 根轨迹与动态性能分析4.4.3 增加开环零、极点对控制系统性能的影响4.4.4 设计示例：磁盘驱动读取系统4.5 MATLAB在根轨迹绘制中的应用*本章小结思考题习题MATLAB实践与拓展题*第5章 控制系统的频域分析5.1 频率特性5.1.1 频率特性的基本概念5.1.2 频率特性的求取5.1.3 频率特性的图示法5.2 典型环节的频率特性5.2.1 比例环节5.2.2 积分环节5.2.3 纯微分环节5.2.4 惯性环节5.2.5 一阶微分环节5.2.6 振荡环节5.2.7 二阶微分环节5.2.8 延迟环节5.3 控制系统的开环频率特性5.3.1 开环奈氏图5.3.2 开环Bode图5.3.3 最小相位系统和非最小相位系统5.3.4 延迟系统5.3.5 传递函数的实验法确定5.4 奈奎斯特稳定判据5.4.1 引言5.4.2 幅角原理5.4.3 奈氏判据5.4.4 奈氏判据中N的简易判断方法5.5 稳定裕量5.5.1 相对稳定性5.5.2 两个重要频率5.5.3 两个稳定裕量指标5.5.4 稳定裕量在Bode图中的表示5.5.5 相对稳定性与对数幅频特性曲线中频段的关系5.5.6 稳定裕量指标的求解5.6 频率特性与系统性能的关系5.6.1 开环对数频率特性曲线与系统性能的关系5.6.2 开环频域指标与闭环时域指标的关系5.6.3 开环频域指标与闭环频域指标的关系5.7 例题精解*5.8 MATLAB频域特性分析*5.8.1 用MATLAB绘制奈氏图5.8.2 用MATLAB绘制Bode图本章小结思考题习题MATLAB实践与拓展题*第6章 控制系统的校正6.1 校正的基本概念和方法6.1.1 校正的基本概念6.1.2 常用的校正方法6.1.3 校正的性能指标6.1.4 校正装置及校正目标6.2 串联超前校正6.2.1 超前校正装置及特点6.2.2 超前校正装置的设计6.3 串联滞后校正6.3.1 滞后校正装置及特点6.3.2 滞后校正装置的设计6.4 串联滞后超前校正6.4.1 滞后超前校正装置及特点6.4.2 滞后超前校正装置的设计6.5 PID控制器6.5.1 比例积分（PI）控制器6.5.2 比例微分（PD）控制器6.5.3 比例积分微分（PID）控制器6.5.4 PID控制器的实现6.6 期望频率特性法校正6.6.1 期望开环对数幅频特性曲线的绘制6.6.2 期望特性法串联校正6.7 反馈校正6.7.1 反馈校正的原理6.7.2 反馈校正的设计6.7.3 反馈校正的其他应用6.8 复合校正6.8.1 复合校正的基本概念6.8.2 按扰动补偿的复合校正6.8.3 按输入补偿的复合校正6.9 例题精解*6.1 0基于MATLAB和Simulink的系统校正*6.1 0.1 相位超前校正6.1 0.2 相位滞后校正6.1 0.3 利用Simulink工具箱实现系统校正本章小结思考题习题MATLAB实践与拓展题*第7章 非线性系统分析7.1 引言7.2 典型非线性特性7.2.1 常见的几种典型非线性特性7.2.2 非线性系统的特征7.2.3 非线性特性的应用7.2.4 非线性系统的分析方法7.3 描述函数法7.3.1 描述函数的定义及求法7.3.2 典型非线性特性的描述函数7.3.3 非线性系统的稳定性分析7.3.4 自激振荡的分析与计算7.4 相平面法7.4.1 相平面法的基本概念7.4.2 相轨迹图的绘制7.4.3 奇点和奇线7.4.4 用相平面法分析非线性系统7.5 MATLAB在非线性系统分析中的应用本章小结思考题习题MATLAB实践与拓展题*第8章 离散控制系统8.1 引言8.1.1 离散系统的基本概念8.1.2 离散系统的特点8.2 信号的采样与复现8.2.1 采样过程8.2.2 采样定理8.2.3 零阶保持器8.3 z变换8.3.1 z变换的定义8.3.2 z变换的性质8.3.3 z反变换8.4 离散系统的数学模型8.4.1 离散系统的数学定义8.4.2 脉冲传递函数8.4.3 开环系统脉冲传递函数8.4.4 闭环系统脉冲传递函数8.5 离散系统的性能分析8.5.1 稳定性分析与判断8.5.2 稳态误差及其计算8.5.3 闭环极点与瞬态响应的关系8.5.4 动态性能分析8.6 MATLAB在离散系统分析中的应用*本章小结思考题习题MATLAB实践与拓展题*附录A 常用函数的拉氏变换表和z变换表附录B MATLAB和Simulink简介附录C 控制理论中常用术语的中英文对照表参考文献 上一篇: 自动控制原理 [刘国海，杨年法 主编] 2014年版 下一篇: 在钢铁中铸入灵魂：玩转机器人
