內容簡介
普通高等教育“十一五”國家級規劃教材、教育部高等學校電工電子基礎課程教學指導委員會推薦教材
圖書簡介
“控制工程基礎”是電氣信息類的基礎課程。本書力求貼近實際，滿足多學科交叉背景學生的教學需要，體現寬口徑的教學思想。本書可以作為國內重點大學電子信息學院大平台基礎課的教材。
本書比較全面地介紹了自動控制原理的基本理論及工程分析和設計方法，使讀者能夠清晰掌握線性反饋控制系統的基本原理和基本概念，學會利用時域法、頻率特性法和根軌跡法等來分析、設計自動控制系統。本書側重反映基本概念，重視基礎知識講解，強調物理概念，簡化理論推導，儘量做到深入淺出、敘述嚴密。書中包含豐富的例題和習題。為強調理論和實際的聯繫，收錄了一定數量的結合工程實際的例題，在離散控制系統一章中增加了計算機控制系統的實用知識。本書還引入了利用計算機軟體研究控制系統的方法，精簡了部分手工作圖方法的技術細節，但仍然保留有價值的簡圖繪製以及利用它們分析概念性問題的方法。
目錄
第1章緒論
1.1控制系統的示例
1.2自動控制系統的基本形式
1.3對控制系統性能的基本要求
1.4自動控制理論的發展簡史
習題
第2章控制系統的數學描述
2.1引言
2.2微分方程描述方法
2.2.1描述運動的微分方程
2.2.2非線性方程的線性化
2.2.3從原始方程組推導微分方程
2.2.4離散時間系統的運動方程
2.3求解微分方程的拉普拉斯變換方法
2.3.1拉普拉斯變換及性質
2.3.2逆拉普拉斯變換
2.3.3用拉普拉斯變換解微分方程
2.3.4運動模態
2.4傳遞函式描述方法
2.4.1傳遞函式
2.4.2傳遞函式的極點與零點
2.4.3極點與零點的對消
2.5閉環系統的傳遞函式
2.5.1框圖
2.5.2閉環系統的傳遞函式
2.5.3信號流圖
2.6基本單元
2.7衛星通信天線定位系統
2.8鍋爐水位控制系統
2.9本章小結
習題
第3章線性控制系統的運動
3.1引言
3.2線性系統的典型時間回響
3.2.1控制系統的典型輸入
3.2.2典型輸出回響
3.3穩定性和勞斯判據
3.3.1運動的穩定性
3.3.2線性系統的穩定性
3.3.3勞斯判據
3.4穩定系統回響的性能指標
3.4.1穩態誤差
3.4.2擾動作用下的穩態誤差
3.4.3瞬態回響指標
3.4.4誤差積分指標
3.5一階系統回響的分析
3.6二階系統回響的分析
3.6.1標準二階系統的階躍回響
3.6.2標準二階系統的瞬態回響指標
3.6.3標準二階系統的衝激回響
3.6.4具有微分作用的二階系統
3.7高階系統的運動
3.7.1高階系統的二階近似
3.7.2高階系統運動特性的一般特徵
3.8衛星天線控制系統的運動分析
3.9本章小結
習題
第4章頻率回響法
4.1引言
4.2頻率特性函式
4.3頻率特性函式的圖像
4.3.1伯德圖
4.3.2極坐標圖
4.3.3尼柯爾斯圖
4.4奈奎斯特穩定性判據及其套用
4.4.1奈奎斯特穩定性判據
4.4.2奈奎斯特穩定性判據套用舉例
4.4.3控制系統的穩定裕度
4.5閉環頻率特性
4.5.1閉環頻率特性的特點
4.5.2繪製閉環頻率特性的常用工具圖
4.6開環頻率特性與閉環系統回響的關係
4.7衛星天線控制系統的頻率特性
4.8本章小結
習題
第5章控制系統的頻域校正
5.1引言
5.2校正的基本概念
5.3超前校正
5.3.1超前校正的性質和作用
5.3.2設計示例
5.4滯後校正
5.4.1滯後校正的性質和作用
5.4.2設計示例
5.5超前滯後校正
5.5.1超前滯後校正的性質和作用
5.5.2設計示例
5.6比例積分微分校正
5.6.1比例積分微分校正作用
5.6.2比例積分微分校正的參數整定
5.6.3設計示例
5.7採用預期開環頻率特性的設計
5.7.1典型四階開環模型
5.7.2設計示例
5.7.3自動控制系統的工程設計方法
5.8本章小結
習題
第6章根軌跡方法及控制系統的校正
6.1引言
6.2根軌跡的基本概念及繪製
6.2.1根軌跡
6.2.2閉環零點、極點與開環零點、極點的關係
6.2.3根軌跡的幅值條件和幅角條件
6.2.4計算機輔助繪製根軌跡
6.3根軌跡的基本性質
6.4根軌跡方法套用示例
6.4.1條件穩定系統
6.4.2增加極點或零點對根軌跡的影響
6.4.3參數根軌跡和根軌跡族
6.4.4延時系統
6.5常用串聯校正裝置的性質
6.5.1超前校正裝置
6.5.2滯後校正裝置
6.5.3超前滯後校正裝置
6.6超前校正
6.6.1超前校正的基本設計方法
6.6.2設計示例
6.7滯後校正
6.7.1滯後校正的基本設計方法
6.7.2設計示例
6.8超前滯後校正
6.8.1超前滯後校正的一般設計方法
6.8.2設計示例
6.9本章小結
習題
第7章多迴路控制策略
7.1引言
7.2單迴路控制系統中存在的問題
7.2.1擾動特性
7.2.2擾動進入點的影響
7.2.3調節器增益變化的影響
7.2.4小結
7.3串級控制
7.3.1串級控制的優點
7.3.2串級控制的設計原則與實施中的問題
7.3.3小結
7.4補償控制
7.4.1擾動不變性原理和雙通道原理
7.4.2前饋補償控制
7.4.3前饋補償調節器
7.4.4鍋爐水位控制系統
7.4.5大滯後對象的補償控制
7.4.6小結
7.5他勵直流電機調速系統
7.5.1轉速負反饋單迴路直流調速系統
7.5.2轉速電流雙迴路直流調速系統
7.5.3設計示例
7.5.4小結
7.6雙變數系統的解耦控制
7.6.1減少雙變數系統穩態相互作用的策略
7.6.2採用前饋補償實現解耦控制
7.6.3實現解耦控制的對角矩陣法
7.6.4小結
7.7本章小結
習題
第8章線性離散控制系統
8.1引言
8.2採樣與保持
8.2.1採樣過程
8.2.2理想採樣過程
8.2.3保持器
8.2.4A/D轉換器和D/A轉換器
8.2.5小結
8.3z變換
8.3.1時間函式的z變換
8.3.2z變換的性質
8.3.3z反變換
8.3.4小結
8.4離散控制系統的數學模型
8.4.1差分方程及其求解
8.4.2脈衝傳遞函式
8.4.3閉環系統的脈衝傳遞函式
8.4.4小結
8.5離散系統的穩定性分析
8.5.1s平面與z平面之間的映射
8.5.2z平面上的穩定性分析
8.5.3雙線性變換
8.5.4w平面上的穩定性分析
8.5.5小結
8.6離散控制系統的時間回響
8.6.1閉環極點與衝激回響的關係
8.6.2離散系統的瞬態回響指標
8.6.3離散系統的穩態回響
8.6.4修正的z變換
8.6.5小結
8.7本章小結
習題
第9章離散控制系統的校正綜合
9.1引言
9.2連續部件離散化的幾種近似方法
9.2.1衝激回響不變法
9.2.2零階保持器近似法
9.2.3極零匹配映射法
9.2.4後向差分法
9.2.5梯形積分法
9.2.6小結
9.3等效模擬校正設計方法
9.3.1離散系統的兩類校正設計方法
9.3.2數字控制器的等效模擬校正設計
9.3.3數字PID控制器
9.3.4數字控制器的編程實現
9.3.5小結
9.4直接數字校正設計方法
9.4.1數字控制器的直接設計
9.4.2數字控制器的解析設計
9.4.3最小時間回響
9.4.4達林算法
9.4.5小結
9.5本章小結
習題
名詞索引
參考文獻
