自动控制原理教程 第二版出版时间:2010年版内容简介 《自动控制原理教程(第2版)》介绍了控制系统的数学模型、时域分析、根轨迹法、频率响应法,控制系统的校正方法、非线性控制系统分析和采样控制系统分析等内容。为了能够使学生更有效地进行控制理论的学习和应用,本书在各章中都加入了基于MATLAB的计算机辅助分析和设计的内容。目录第1章绪论(1)1.1自动控制理论及应用(1)1.2自动控制理论的基本内容(1)1.3自动控制系统的分类(2)1.3.1按信号传递路径分类(2)1.3.2按控制作用的特点分类(3)1.3.3控制系统的其他类型(4)1.4自动控制系统的基本组成(4)1.5自动控制系统的基本要求(5)1.6自动控制系统的分析和设计工具(6)1.7控制系统实例(7)小结(9)习题1(9)第2章控制系统的数学模型(12)2.1控制系统的微分方程(12)2.1.1列写控制系统微分方程的步骤(12)2.1.2实例(12)2.1.3线性定常微分方程的求解(14)2.2控制系统的传递函数(15)2.2.1传递函数(15)2.2.2典型环节的传递函数(16)2.2.3控制系统的传递函数(19)2.3控制系统的动态结构图(20)2.3.1动态结构图的概念和组成(20)2.3.2几个基本概念及术语(20)2.3.3动态结构图的绘制(22)2.3.4动态结构图的化简(23)2.4信号流图(26)2.4.1信号流图的组成要素及其术语(26)2.4.2信号流图的代数运算(27)2.4.3信号流图的绘制(28)2.4.4信号流图的梅逊公式(30)2.5在MATLAB中系统数学模型的表示(31)2.5.1传递函数模型(31)2.5.2零、极点(ZPK)模型(32)2.5.3控制系统数学模型之间的转换(33)2.5.4系统的连接(34)小结(36)习题2(36)第3章控制系统的时域分析(40)3.1稳定性和代数稳定判据(40)3.1.1稳定性的概念(40)3.1.2线性系统稳定的充要条件(41)3.1.3劳斯判据(42)3.1.4控制系统的相对稳定性(45)3.2控制系统的典型输入信号和时域性能指标(46)3.2.1典型输入信号(46)3.2.2时域性能指标(48)3.3一阶系统的时域分析(49)3.3.1一阶系统的数学模型和动态结构图(49)3.3.2一阶系统的单位阶跃响应(49)3.3.3一阶系统的单位斜坡响应(50)3.3.4一阶系统的单位脉冲响应(51)3.4二阶系统的时域分析(51)3.4.1二阶系统的数学模型和动态结构图(51)3.4.2二阶系统的单位阶跃响应(52)3.4.3二阶系统的动态性能指标(54)3.5高阶系统分析(58)3.5.1高阶系统的瞬态响应(58)3.5.2闭环主导极点(60)3.6控制系统稳态误差分析(60)3.6.1稳态误差定义(60)3.6.2控制系统的类型(61)3.6.3给定稳态误差的计算(61)3.6.4扰动稳态误差的计算(64)3.7基本控制规律的分析(66)3.7.1比例(P)控制(66)3.7.2积分(I)控制(67)3.7.3比例加积分(PI)控制(67)3.7.4比例加微分(PD)控制(68)3.7.5比例加积分加微分(PID)控制(70)3.8用MATLAB进行系统时域分析(70)3.8.1应用MATLAB分析系统的稳定性(71)3.8.2应用MATLAB进行部分分式展开(72)3.8.3应用MATLAB分析系统的动态特性(73)3.8.4应用MATLAB获得响应曲线和性能指标(79)小结(80)习题3(81)第4章控制系统的根轨迹法(84)4.1根轨迹的基本概念(84)4.1.1根轨迹图(84)4.1.2根轨迹的幅值条件和相位条件(85)4.2绘制根轨迹的基本规则(86)4.3控制系统性能的根轨迹法分析(97)4.3.1确定闭环极点(97)4.3.2系统闭环零、极点位置与系统瞬态响应的关系(98)4.3.3增加开环零点、开环极点对根轨迹的影响(99)4.4广义根轨迹及其他多种根轨迹(100)4.4.1广义根轨迹(100)4.4.2多回路系统的根轨迹绘制(101)4.4.3正反馈回路的根轨迹(103)4.5应用MATLAB进行根轨迹分析(105)4.5.1绘制零、极点图(105)4.5.2绘制基本根轨迹图(106)4.5.3确定阻尼比轨迹、无阻尼自然振荡频率n轨迹和根轨迹上任意点的开环根轨迹增益(109)小结(112)习题4(112)第5章控制系统的频率特性法(115)5.1频率特性的基本概念(115)5.1.1频率特性的定义(115)5.1.2频率特性的性质(117)5.1.3频率特性的表示方法(118)5.2奈氏曲线(119)5.2.1典型环节的奈氏曲线(120)5.2.2系统开环奈氏曲线的绘制(123)5.2.3奈氏曲线的一般绘制步骤(125)5.3对数频率特性曲线(伯德图)(128)5.3.1典型环节的伯德图(128)5.3.2系统开环伯德图的绘制(134)5.3.3最小相位系统(137)5.4奈奎斯特稳定判据(138)5.4.1系统开环与闭环零、极点间的关系(138)5.4.2幅角定理(138)5.4.3奈奎斯特稳定判据(139)5.4.4奈奎斯特稳定判据在伯德图上的应用(144)5.5控制系统的相对稳定性(145)5.6频率特性与系统性能指标的关系(148)5.6.1闭环频率特性及其性能指标(148)5.6.2控制系统频域性能指标与时域性能指标的关系(149)5.6.3开环对数幅频特性与系统动态性能的关系(152)5.7用MATLAB进行频域分析(154)小结(165)习题5(165)第6章控制系统的校正方法(169)6.1系统校正的基本概念(169)6.1.1性能指标(169)6.1.2校正装置的设计方法(170)6.1.3校正方式(170)6.2串联校正(171)6.2.1超前校正(171)6.2.2滞后校正(176)6.2.3滞后-超前校正(180)6.2.4超前、滞后和滞后-超前校正的比较(182)6.3串联校正的期望开环对数频率特性设计法(183)6.4工程设计法(187)6.5反馈校正(189)6.6应用MATLAB进行系统校正与设计(194)小结(203)习题6(204)第7章非线性控制系统分析(207)7.1非线性控制系统的基本概念和特点(207)7.1.1典型非线性特性(207)7.1.2非线性系统的特点(209)7.1.3非线性系统的研究方法(210)7.2描述函数法(210)7.2.1描述函数法的基本思想与应用前提(210)7.2.2描述函数的定义(211)7.2.3典型非线性环节的描述函数(212)7.2.4组合非线性环节的描述函数(213)7.2.5基于描述函数的非线性系统稳定性分析(214)7.2.6非线性系统存在周期运动时的稳定性分析(214)7.3相平面法(217)7.3.1基本概念(217)7.3.2相平面图绘制方法(217)7.3.3相平面、相轨迹的特点(219)7.3.4奇点和奇线(219)7.3.5非线性系统的相平面法分析(222)7.3.6非线性系统相平面分区线性化方法(223)7.4应用MATLAB进行非线性控制系统分析(224)7.4.1非线性系统的线性化(224)7.4.2直接求解非线性微分方程(225)7.4.3运用Simulink分析非线性系统时域响应(225)小结(227)习题7(228)第8章采样控制系统分析(231)8.1采样控制系统的基本概念(231)8.1.1采样控制系统中的常用术语(231)8.1.2采样控制系统的研究方法(232)8.2采样过程和采样定理(232)8.2.1采样控制系统的时间信号(232)8.2.2信号采样及其数学描述(232)8.2.3采样定理(234)8.3信号的复现(235)8.3.1信号保持器(235)8.3.2零阶保持器(236)8.3.3零阶保持器的实现(237)8.4Z变换和脉冲传递函数(237)8.4.1Z变换的定义(237)8.4.2常用Z变换的方法(238)8.4.3Z变换的基本定理(239)8.4.4Z反变换(242)8.4.5脉冲传递函数(244)8.5采样控制系统的性能分析(250)8.5.1采样控制系统的稳定性分析(250)8.5.2采样控制系统的动态性能分析(254)8.5.3采样控制系统的给定稳态误差(258)8.6用MATLAB进行采样控制系统分析(261)8.6.1利用MATLAB函数对采样控制系统进行分析(261)8.6.2用Simulink对采样控制系统进行建模分析(263)8.6.3采样控制系统的稳定性分析(263)小结(264)习题8(265)附录A拉普拉斯变换(268)A.1拉普拉斯变换的概念(268)A.1.1拉普拉斯变换的定义式(268)A.1.2常用函数的拉普拉斯变换(268)A.2拉普拉斯变换的性质(269)A.2.1线性性质(269)A.2.2微分性质(269)A.2.3积分性质(270)A.2.4位移性质(270)A.2.5延迟性质(270)A.2.6相似性质(271)A.2.7初值定理(271)A.2.8终值定理(271)A.3拉普拉斯反变换(272)A.3.1F(s)的所有极点都是不相等的实数(272)A.3.2F(s)的极点包含有共轭复数(273)A.3.3F(s)的极点包含有相等的实数(273)附录B常用函数的拉普拉斯变换与Z变换对照表(275)附录CMATLAB简介(276)C.1MATLAB概述(276)C.2MATLAB的运行环境(276)C.2.1MATLAB的运行方式(276)C.2.2MATLAB的窗口(277)C.2.3MATLAB的帮助系统(277)C.3MATLAB的数值计算(278)C.3.1MATLAB的数据类型(278)C.3.2符号运算(279)C.3.3矩阵运算(280)C.3.4关系运算和逻辑运算(280)C.4MATLAB的程序设计(281)C.4.1M文件编程(281)C.4.2程序流程的控制(282)参考文献(283) 上一篇: 自动控制原理实验教程 2010年版 下一篇: 自动控制原理 [李红星主编] 2011年版