自動控制原理[21世紀高等院校自動化類專業系列教材]

《自動控制原理》是2007年1月1日機械工業出版社出版的圖書，作者是竇曰軒。

內容簡介

本書從自動控制的三個基本問題——系統的數學模型、系統的性能分析和系統的綜合設計出發，系統地闡述了以傳遞函式為基礎的經典控制理論的基本內容。全書共7章，內容包括：自動控制系統的基本概念、線性控制系統的數學模型、控制系統的穩定性分析、控制系統的性能研究、根軌跡法、控制系統的校正、採樣離散控制系統等。本書內容豐富，講解通俗易懂，可以作為高等院校自動化相關專業的教材或參考書，也可以供從事自動化技術的人員參考。

圖書目錄

出版說明

前言

第1章 自動控制概述

1.1自動控制的基本原理及自動控制系統的基本組成

1.1.1自動控制的初步概念

1.1.2自動控制的基本原理

1.1.3自動控制系統的基本組成

1.2自動控制系統示例

1.2.1液面控制系統

1.2.2直流電動機速度控制系統

1.2.3火炮跟蹤系統

1.2.4電阻爐溫度微機控制系統

1.2.5蒸汽發電機的協調控制系統

1.3自動控制系統的類型

1.3.1調節系統和隨動系統

1.3.2連續系統和離散系統

1.3.3線性系統和非線性系統

1.3.4單輸入單輸出系統和多輸入多輸出系統

1.3.5確定性系統和不確定性系統

1.3.6集中參數系統和分布參數系統

1.4自動控制理論概要

1.4.1自動控制理論的發展

1.4.2對自動控制系統的基本要求

1.4.3本書內容及實際套用問題

1.5小結

1.6習題

第2章 控制系統的數學模型

2.1引言

2.2控制系統的微分方程

2.2.1線性系統微分方程的建立

2.2.2非線性系統微分方程的線性化

2.2.3線性微分方程的解

2.3控制系統的傳遞函式

2.3.1傳遞函式的概念

2.3.2傳遞函式的性質

2.3.3典型環節及其傳遞函式

2.3.4電氣網路的運算阻抗與傳遞函式

2.3.5控制系統的傳遞函式

2.3.6利用傳遞函式求解系統的輸出回響

2.4控制系統結構圖和信號流圖

2.4.1控制系統結構圖的概念及建立

2.4.2結構圖的等效變換及控制系統的傳遞函式

2.4.3信號流圖概念及控制系統信號流圖的建立

2.4.4梅遜增益公式

2.5控制系統的頻率特性函式

2.5.1頻率特性概念

2.5.2開環頻率特性的圖形表示

2.5.3閉環頻率特性圖

2.5.4由頻率特性實驗曲線確定最小相位系統的傳遞函式

2.6小結

2.7示例

2.8習題

第3章 控制系統的穩定性

3.1穩定性的概念和定義

3.1.1穩定的基本概念

3.1.2漸近穩定和BIBO穩定

3.1.3線性定常系統穩定的充分必要條件

3.2Routh—Hurwitz穩定性判據

3.2.1Routh穩定性判據

3.2.2Hurwitz穩定性判據

3.2.3參數對穩定性的影響及參數的穩定域

3.3Nyquist穩定性判據

3.3.1映射定理

3.3.2Nyquist穩定性判據及其套用

3.3.3根據開環對數頻率特性分析線性控制系統穩定性

3.4控制系統的相對穩定性

3.4.1穩定裕度

3.4.2穩定裕度的求取

3.4.3利用Routh穩定性判據分析系統的相對穩定性

3.5小結

3.6示例

3.7習題

第4章 控制系統的性能指標

4.1引言

4.1.1典型輸入信號

4.1.2控制系統的輸出回響

4.2控制系統的穩態回響及穩態誤差

4.2.1典型輸入信號的穩態回響

4.2.2誤差與穩態誤差

4.2.3參考輸人作用下系統穩態誤差的計算

4.2.4擾動輸入作用下系統穩態誤差的計算

4.2.5穩態誤差的抑制

4.3控制系統的瞬態回響及時域性能指標

4.3.1控制系統的時域性能指標

4.3.2一階系統的動態回響

4.3.3二階系統的動態回響

4.3.4高階系統的動態回響及性能分析

4.4控制系統的頻域性能指標

4.4.1開環頻率特性對應的性能指標

4.4.2閉環頻率特性對應的性能指標

4.4.3頻域性能指標與時域性能指標的關係

4.5小結

4.6示例

4.7習題

第5章 根軌跡法

5.1根軌跡的基本概念

5.1.1根軌跡的定義

5.1.2根軌跡方程

5.1.3繪製根軌跡的基本條件

5.2根軌跡的繪製

5.2.1繪製根軌跡的基本規則

5.2.2根軌跡繪製舉例

5.3廣義根軌跡

5.3.1參數根軌跡和根軌跡族

5.3.2零度根軌跡和完全根軌跡

5.3.3延遲系統的根軌跡

5.4控制系統的根軌跡分析方法

5.4.1利用根軌跡分析控制系統

5.4.2根軌跡的改造

5.5小結

5.6示例

5.7習題

第6章 自動控制系統的校正

6.1控制系統校正的概念

6.1.1引言

6.1.2控制系統的校正方式

6.1.3線性系統的基本控制規律

6.2常用校正裝置及其特性

6.2.1無源校正網路

6.2.2有源調節器

6.3根軌跡法校正

6.3.1串聯領先校正

6.3.2串聯滯後校正

6.3.3零、極點對消的校正

6.4頻率特性法校正

6.4.1串聯領先校正

6.4.2串聯滯後校正

6.4.3串聯滯後.領先校正

6.4.4期望頻率特性法和自動控制系統的工程設計方法

6.5控制系統的反饋校正及複合控制

6.5.1反饋校正的解析法設計

6.5.2反饋校正的根軌跡法設計

6.5.3反饋校正的對數頻率特性法設計

6.5.4複合控制

6.6小結

6.7示例

6.8習題

第7章 線性離散控制系統

7.1引言

7.1.1採樣控制系統

7.1.2數字控制系統

7.1.3複雜的計算機控制系統

7.1.4離散控制系統的特點和研究方法

7.2信號的採樣與保持

7.2.1採樣過程及其數學描述

7.2.2採樣定理及採樣周期的選擇

7.2.3信號的保持及保持器

7.3z變換

7.3.1z變換的定義和方法

7.3.2z變換的基本定理和性質

7.3.3z反變換

7.4採樣離散控制系統的數學模型

7.4.1差分方程及其求解

7.4.2脈衝傳遞函式

7.4.3連續控制系統的離散化

7.5採樣離散控制系統的性能分析

7.5.1離散控制系統的穩定性分析

7.5.2離散控制系統的穩態誤差及計算

7.5.3離散控制系統的動態回響及性能分析

7.6採樣離散控制系統的校正

7.6.1模擬化設計方法

7.6.2數位化設計方法

7.7小結

7.8示例

7.9習題

附錄

附錄A 拉普拉斯變換

附錄B 部分習題參考答案

參考文獻