自動控制原理

1章概述1
11自動控制理論的發(fā)展及趨勢1
12開環(huán)控制與閉環(huán)控制2
13對自動控制系統(tǒng)的基本要求4
131穩(wěn)定性4
132精確性5
133快速性5
14本書梗概6
141建模6
142系統(tǒng)分析6
143系統(tǒng)綜合6
15學(xué)生自讀6
151學(xué)習(xí)目標6
152例題分析與工程實例6
153本章小結(jié)9
習(xí)題19
第2章控制系統(tǒng)及其組成環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)
模型11
21數(shù)學(xué)模型的類型及建模方法11
211數(shù)學(xué)模型的幾種類型11
212數(shù)學(xué)模型建立的一般方法11
22系統(tǒng)的微分方程數(shù)學(xué)模型的建立11
23控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型15
231傳遞函數(shù)15
232控制系統(tǒng)中的典型環(huán)節(jié)17
233系統(tǒng)方塊圖21
234信號流圖27
235梅遜公式31
24利用Matlab建立控制系統(tǒng)模型32
25學(xué)生自讀36
251學(xué)習(xí)目標36
252例題分析與工程實例36
253本章小結(jié)38
習(xí)題239
第3章控制系統(tǒng)的時域分析法42
31控制系統(tǒng)的過渡過程形式及性能指標42
311控制系統(tǒng)的輸入信號42
312控制系統(tǒng)過渡過程的性能指標43
32一階系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)44
321單位階躍響應(yīng)45
322單位斜坡響應(yīng)46
323單位脈沖響應(yīng)47
33二階系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)48
331二階系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的標準形式48
332二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)49
333二階欠阻尼系統(tǒng)過渡過程的性能
指標52
34高階系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)56
341高階系統(tǒng)的解析分析56
342高階系統(tǒng)的降階近似分析58
35控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析59
351穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)類型60
352給定穩(wěn)態(tài)偏差分析61
353擾動穩(wěn)態(tài)偏差分析64
36控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析65
361系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念及條件65
362勞斯穩(wěn)定判據(jù)66
363勞斯穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用70
37應(yīng)用Matlab分析控制系統(tǒng)的性能71
38學(xué)生自讀75
381學(xué)習(xí)目標75
382例題分析與工程實例75
383本章小結(jié)79
習(xí)題380
第4章根軌跡分析82
41根軌跡的概念82
411根軌跡引入的背景82
412根軌跡的概念82
413閉環(huán)零.極點與開環(huán)零.極點的
關(guān)系83
414根軌跡方程84
42根軌跡繪制的基本法則84
43廣義根軌跡89
431參數(shù)根軌跡89
432零度根軌跡的繪制法則90
44在根軌跡圖上分析系統(tǒng)性能91
441根軌跡圖上的閉環(huán)零.極點與時間
響應(yīng)的關(guān)系91
442系統(tǒng)性能定性分析的原則93
443舉例94
45利用Matlab繪制系統(tǒng)的根軌跡95
46學(xué)生自讀98
461學(xué)習(xí)目標98
462例題分析與工程實例98
463本章小結(jié)101
習(xí)題4101
第5章頻率特性分析法103
51頻率特性及其圖示法103
511頻率特性103
512頻率特性的極坐標圖107
513典型環(huán)節(jié)的伯德（Bode）圖
示法113
52奈奎斯特（Nyquist）穩(wěn)定判據(jù)124
521柯西定理124
522奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)125
523奈奎斯特軌跡穿過F（s）奇點
情況129
524奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的物理意義130
53穩(wěn)定裕度及其分析方法131
531穩(wěn)定裕度（適用最小相位系統(tǒng)）
的基本概念131
533系統(tǒng)的帶寬133
534穩(wěn)定裕度的分析方法134
54閉環(huán)頻率特性及其分析方法136
541開環(huán)頻率特性與閉環(huán)頻率特性136
542閉環(huán)頻率特性分析方法137
55應(yīng)用Matlab進行頻率分析139
56學(xué)習(xí)自讀141
561學(xué)習(xí)目標141
562例題分析與工程實例141
563本章小結(jié)146
習(xí)題5147
第6章線性系統(tǒng)的校正方法149
61系統(tǒng)校正的問題和校正裝置149
611性能指標及互換149
612校正方式151
613常用校正裝置及其特性152
614PID控制器154
62頻率域上的校正方法155
621串聯(lián)超前校正155
622串聯(lián)滯后校正156
623串聯(lián)滯后超前校正157
624并聯(lián)校正158
63時域上的校正方法158
631串聯(lián)校正159
632并聯(lián)校正165
633一般二次型校正裝置的設(shè)計166
634PID控制器的理論設(shè)計169
64前饋校正和復(fù)合校正170
641前饋校正的第一種形式170
642前饋校正的第二種形式171
643前饋濾波器問題171
644復(fù)合校正172
65Matlab在系統(tǒng)校正中的應(yīng)用172
66學(xué)生自讀174
661學(xué)習(xí)目標174
662例題分析與工程實例174
663本章小節(jié)178
習(xí)題6178
第7章狀態(tài)空間分析設(shè)計方法180
71線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型180
711系統(tǒng)狀態(tài)空間表達的基本概念180
712線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述181
713由機理分析建立狀態(tài)空間表
達式181
714由微分方程建立狀態(tài)空間表
達式183
715由傳遞函數(shù)建立狀態(tài)空間表
達式186
716狀態(tài)空間表達式與傳遞函數(shù)
矩陣186
72系統(tǒng)的狀態(tài)空間運動分析188
721線性定常系統(tǒng)狀態(tài)運動分析188
722矩陣指數(shù)函數(shù)eAt190
73線性定常系統(tǒng)的能控性與能觀測性192
731基本概念193
732能控性與能觀測性判據(jù)195
733單輸入單輸出系統(tǒng)的能控/能觀
規(guī)范形201
734結(jié)構(gòu)分解203
74線性系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與極點配置209
741狀態(tài)反饋與輸出反饋209
742狀態(tài)反饋極點配置211
743輸出反饋極點配置214
75狀態(tài)觀測器的設(shè)計215
751全維觀測器的設(shè)計215
752最小階觀測器219
753具有觀測器的狀態(tài)反饋控制
系統(tǒng)222
76Matlab在狀態(tài)空間分析中的應(yīng)用225
77學(xué)生自讀233
771學(xué)習(xí)目標233
772例題分析與工程實例233
773本章小結(jié)239
習(xí)題7239
第8章采樣控制系統(tǒng)分析方法242
81采樣控制系統(tǒng)概述242
82信號的采樣與保持243
821采樣器與采樣過程243
822采樣過程的數(shù)學(xué)描述244
823采樣定理及采樣保持246
83采樣信號的Z變換250
831采樣信號的Z變換250
832Z變換的基本性質(zhì)253
833Z反變換256
84離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型259
841微分方程的離散化259
842連續(xù)狀態(tài)方程的離散化260
843脈沖傳遞函數(shù)262
85采樣系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型之間的相互
轉(zhuǎn)換270
851差分方程和脈沖傳遞函數(shù)之間
的轉(zhuǎn)換270
852差分方程和離散狀態(tài)方程之間
的轉(zhuǎn)換270
853離散狀態(tài)方程和脈沖傳遞函數(shù)之間
的轉(zhuǎn)換272
86采樣系統(tǒng)的性能分析276
861穩(wěn)定性分析276
862穩(wěn)態(tài)特性分析280
863動態(tài)特性分析282
87Matlab在離散系統(tǒng)中的應(yīng)用285
88學(xué)生自讀288
881學(xué)習(xí)目標288
882例題分析與工程實例288
883本章小結(jié)291
習(xí)題8292
第9章非線性控制系統(tǒng)294
91概述294
911研究非線性系統(tǒng)的意義294
912非線性系統(tǒng)的一般特征295
913模型線性化295
914典型非線性環(huán)節(jié)及其影響297
915非線性系統(tǒng)的研究方法及特點298
92描述函數(shù)方法300
921描述函數(shù)的概念301
922典型非線性環(huán)節(jié)描述函數(shù)的
計算301
923描述函數(shù)分析方法305
93相平面方法310
931相平面及相軌跡的特點310
932相軌跡的繪制方法311
933線性二階系統(tǒng)的相軌跡312
934非線性系統(tǒng)相平面分析315
94李亞普諾夫穩(wěn)定性理論316
941李亞普諾夫意義下的穩(wěn)定性316
942李亞普諾夫穩(wěn)定性理論318
943線性系統(tǒng)的李亞普諾夫穩(wěn)定性
分析321
95應(yīng)用Matlab分析非線性系統(tǒng)322
96學(xué)生自讀326
961學(xué)習(xí)目標326
962例題分析與工程實例326
963本章小節(jié)329
習(xí)題9330
附錄1數(shù)學(xué)基礎(chǔ)332
附錄2根軌跡繪制法則的證明335
附錄3Matlab基礎(chǔ)知識340
部分習(xí)題答案352
參考文獻358