描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787560633909丛书名: 高等学校机电工程类“十二五”规划教材
内容简介
《自动控制原理(高等学校机电工程类十二五规划教材)》是根据高等工科院校自动化、电气工程、电子信息等电类专业对“自动控制原理”课程的要求编写的。全书共7章，内容有自动控制原理的基本概念，控制系统数学模型，控制系统时域分析法，控制系统的根轨迹法，控制系统的频域分析，控制系统的校正以及线性离散系统分析。每章都配有适当的例题和习题。
本书可作为高等工科院校自动化、电气工程、电子信息、检测技术与自动化装置等电类专业和机械类专业的教学用书，还可供相关工程技术人员参考。
为了满足使用本书的教师和学生的教与学要求，与本书配套的《学习指导与习题解答》也同期出版。
目 录
章 引论
1.1 自动控制的基本原理.
1.1.1 自动控制和自动控制系统
1.1.2 自动控制系统的工作原理
1.1.3 自动控制系统的基本控制方式
1.2 自动控制系统示例.
1.2.1 液位控制系统
1.2.2 温度控制系统
1.2.3 转速自动调节系统
1.2.4 自整角机位置随动系统
1.2.5 热工水温控制系统
1.3 自动控制系统的类型
1.3.1 按控制方式分类
1.3.2 按执行部件分类
1.3.3 按系统信号特性分类
1.3.4 按控制参量分类
1.3.5 按系统性能分类
1.3.6 按输入量变化规律分类
1.4 自动控制系统的基本要求
1.5 自动控制系统的术语和定义
习题一
第二章 控制系统数学模型.
2.1 控制系统时域数学模型
2.1.1 电路元件微分方程
2.1.2 弹簧一质量一阻尼器系统的微分方程
2.1.3 机械传动系统的微分方程
2.1.4 直流电动机电枢控制方式微分方程
2.1.5 控制系统微分方程的列写步骤
2.2 控制系统的复数域数学模型
2.2.1 传递函数
2.2.2 传递函数的几种表达形式
2.2.3 传递函数的性质
2.3 典型环节的数学模型
2.3.1 典型元件的传递函数
2.3.2 小相位环节和非小相位环节传递函数
2.3.3 各环节间负载效应
2.4 控制系统结构图
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规则
2.4.3 结构图的化简
2.5 控制系统的信号流图
2.5.1 信号流图的组成及术语
2.5.2 信号流图的性质
2.5.3 信号流图的绘制和化简
2.5.4 梅逊(Mason)公式
2.6 闭环系统的传递函数
2.6.1 系统的开环传递函数
2.6.2 系统的闭环传递函数
习题二
第三章 控制系统时域分析法
3.1 系统时域性能指标
3.1.1 典型输入信号
3.1.2 时域性能指标
3.2 一阶系统时域分析
3.2.1 一阶系统数学模型
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(速度)响应
3.2.5 一阶系统的单位抛物线(加速度)响应
3.3 二阶系统的时域分析
3.3.1 二阶系统的数学模型
3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应
3.3.3 二阶系统动态性能指标计算
3.3.4 二阶系统的单位斜坡响应
3.3.5 改善二阶系统动态性能的措施
3.4 高阶系统的时域分析
3.4.1 高阶系统单位阶跃响应
3.4.2 闭环主导极点
3.5 线性系统的稳定性分析
3.5.1 稳定性的基本概念
3.5.2 线性系统稳定的充分必要条件
3.5.3 劳斯稳定判据
3.5.4 劳斯稳定判据的应用
3.6 线性系统的稳态误差计算
3.6.1 误差与稳态误差
3.6.2 终值定理法计算稳态误差
3.6.3 静态误差系数法计算稳态误差
3.6.4 扰动信号作用下的稳态误差分析
3.6.5 减小或消除稳态误差的措施
习题三
第四章 控制系统的根轨迹法
4.1 根轨迹的基本概念
4.1.1 根轨迹的涵义
4.1.2 根轨迹与系统性能分析
4.1.3 闭环零、极点与开环零、极点之间的关系
4.1.4 根轨迹的条件
4.2 常规根轨迹的绘制法则
4.3 广义根轨迹
4.3.1 参数根轨迹
4.3.2 零度根轨迹
4.4 根轨迹系统性能分析
4.4.1 条件稳定系统的分析
4.4.2 闭环零、极点和系统的瞬态性能分析
4.4.3 开环零、极点对根轨迹形状的影响
习题四
第五章 控制系统的频域分析
5.1 频率特性的定义及表示形式
5.2 典型环节的幅相频率特性
5.2.1 基本概念
5.2.2 幅相频率特性曲线
5.3 典型环节的对数频率特性
5.3.1 半对数坐标
5.3.2 对数频率特性
5.4 开环系统的幅相频率特性曲线绘制
5.5 开环系统对数频率特性曲线绘制
5.5.1 对数频率特性曲线绘制方法
5.5.2 小相位系统与非小相位系统
5.6 奈奎斯特稳定判据
5.6.1 理论基础
5.6.2 稳定判据
5.6.3 开环传递函数中含有积分环节和等幅振荡环节时的奈氏稳定判据应用
5.7 对数频率稳定判据
5.7.1 开环幅相特性与对数频率特性之间的关系
5.7.2 稳定判据
5.8 频域稳定裕度
5.9 用频率特性分析系统品质
5.9.1 闭环频率特性及其特征量
5.9.2 频域性能指标与时域性能指标的关系
5.10 系统传递函数的实验法
习题五
第六章 控制系统的校正.
6.1 系统设计与校正问题
6.1.1 系统的性能指标
6.1.2 系统的校正方式
6.1.3 基本控制规律
6.2 常用校正装置及其特性
6.2.1 超前校正装置
6.2.2 滞后校正装置
6.2.3 滞后一超前校正装置
6.3 串联校正
6.3.1 串联超前校正
6.3.2 串联滞后校正
6.3.3 串联滞后一超前校正
6.4 并联校正
6.4.1 并联校正原理
6.4.2 并联校正设计
习题六
第七章 线性离散系统的分析
7.1 离散系统的基本概念
7.1.1 采样控制系统
7.1.2 数字控制系统
7.1.3 离散控制系统特点
7.2 信号采样与保持
7.2.1 信号的采样
7.2.2 信号保持
7.3 Z变换
7.3.1 Z变换的定义
7.3.2 Z变换的方法
7.3.3 Z变换的基本性质
7.3.4 Z反变换
7.4 离散系统的数学模型
7.4.1 线性常系数差分方程及其解法
7.4.2 脉冲传递函数
7.4.3 开环系统脉冲传递函数
7.4.4 闭环系统脉冲传递函数
7.5 离散系统的稳定性和稳态误差
7.5.1 s域到z域的映射
7.5.2 线性定常离散系统稳定的充分必要条件
7.5.3 离散系统的稳定性判据
7.5.4 离散系统的稳态误差
7.6 离散系统的动态性能分析
7.6.1 离散系统的时间响应
7.6.2 采样器和保持器对动态性能的影响
习题七
附录A 拉氏变换和拉氏反变换
附录B MATLAB系统与常用函数
1.1 自动控制的基本原理.
1.1.1 自动控制和自动控制系统
1.1.2 自动控制系统的工作原理
1.1.3 自动控制系统的基本控制方式
1.2 自动控制系统示例.
1.2.1 液位控制系统
1.2.2 温度控制系统
1.2.3 转速自动调节系统
1.2.4 自整角机位置随动系统
1.2.5 热工水温控制系统
1.3 自动控制系统的类型
1.3.1 按控制方式分类
1.3.2 按执行部件分类
1.3.3 按系统信号特性分类
1.3.4 按控制参量分类
1.3.5 按系统性能分类
1.3.6 按输入量变化规律分类
1.4 自动控制系统的基本要求
1.5 自动控制系统的术语和定义
习题一
第二章 控制系统数学模型.
2.1 控制系统时域数学模型
2.1.1 电路元件微分方程
2.1.2 弹簧一质量一阻尼器系统的微分方程
2.1.3 机械传动系统的微分方程
2.1.4 直流电动机电枢控制方式微分方程
2.1.5 控制系统微分方程的列写步骤
2.2 控制系统的复数域数学模型
2.2.1 传递函数
2.2.2 传递函数的几种表达形式
2.2.3 传递函数的性质
2.3 典型环节的数学模型
2.3.1 典型元件的传递函数
2.3.2 小相位环节和非小相位环节传递函数
2.3.3 各环节间负载效应
2.4 控制系统结构图
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规则
2.4.3 结构图的化简
2.5 控制系统的信号流图
2.5.1 信号流图的组成及术语
2.5.2 信号流图的性质
2.5.3 信号流图的绘制和化简
2.5.4 梅逊(Mason)公式
2.6 闭环系统的传递函数
2.6.1 系统的开环传递函数
2.6.2 系统的闭环传递函数
习题二
第三章 控制系统时域分析法
3.1 系统时域性能指标
3.1.1 典型输入信号
3.1.2 时域性能指标
3.2 一阶系统时域分析
3.2.1 一阶系统数学模型
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(速度)响应
3.2.5 一阶系统的单位抛物线(加速度)响应
3.3 二阶系统的时域分析
3.3.1 二阶系统的数学模型
3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应
3.3.3 二阶系统动态性能指标计算
3.3.4 二阶系统的单位斜坡响应
3.3.5 改善二阶系统动态性能的措施
3.4 高阶系统的时域分析
3.4.1 高阶系统单位阶跃响应
3.4.2 闭环主导极点
3.5 线性系统的稳定性分析
3.5.1 稳定性的基本概念
3.5.2 线性系统稳定的充分必要条件
3.5.3 劳斯稳定判据
3.5.4 劳斯稳定判据的应用
3.6 线性系统的稳态误差计算
3.6.1 误差与稳态误差
3.6.2 终值定理法计算稳态误差
3.6.3 静态误差系数法计算稳态误差
3.6.4 扰动信号作用下的稳态误差分析
3.6.5 减小或消除稳态误差的措施
习题三
第四章 控制系统的根轨迹法
4.1 根轨迹的基本概念
4.1.1 根轨迹的涵义
4.1.2 根轨迹与系统性能分析
4.1.3 闭环零、极点与开环零、极点之间的关系
4.1.4 根轨迹的条件
4.2 常规根轨迹的绘制法则
4.3 广义根轨迹
4.3.1 参数根轨迹
4.3.2 零度根轨迹
4.4 根轨迹系统性能分析
4.4.1 条件稳定系统的分析
4.4.2 闭环零、极点和系统的瞬态性能分析
4.4.3 开环零、极点对根轨迹形状的影响
习题四
第五章 控制系统的频域分析
5.1 频率特性的定义及表示形式
5.2 典型环节的幅相频率特性
5.2.1 基本概念
5.2.2 幅相频率特性曲线
5.3 典型环节的对数频率特性
5.3.1 半对数坐标
5.3.2 对数频率特性
5.4 开环系统的幅相频率特性曲线绘制
5.5 开环系统对数频率特性曲线绘制
5.5.1 对数频率特性曲线绘制方法
5.5.2 小相位系统与非小相位系统
5.6 奈奎斯特稳定判据
5.6.1 理论基础
5.6.2 稳定判据
5.6.3 开环传递函数中含有积分环节和等幅振荡环节时的奈氏稳定判据应用
5.7 对数频率稳定判据
5.7.1 开环幅相特性与对数频率特性之间的关系
5.7.2 稳定判据
5.8 频域稳定裕度
5.9 用频率特性分析系统品质
5.9.1 闭环频率特性及其特征量
5.9.2 频域性能指标与时域性能指标的关系
5.10 系统传递函数的实验法
习题五
第六章 控制系统的校正.
6.1 系统设计与校正问题
6.1.1 系统的性能指标
6.1.2 系统的校正方式
6.1.3 基本控制规律
6.2 常用校正装置及其特性
6.2.1 超前校正装置
6.2.2 滞后校正装置
6.2.3 滞后一超前校正装置
6.3 串联校正
6.3.1 串联超前校正
6.3.2 串联滞后校正
6.3.3 串联滞后一超前校正
6.4 并联校正
6.4.1 并联校正原理
6.4.2 并联校正设计
习题六
第七章 线性离散系统的分析
7.1 离散系统的基本概念
7.1.1 采样控制系统
7.1.2 数字控制系统
7.1.3 离散控制系统特点
7.2 信号采样与保持
7.2.1 信号的采样
7.2.2 信号保持
7.3 Z变换
7.3.1 Z变换的定义
7.3.2 Z变换的方法
7.3.3 Z变换的基本性质
7.3.4 Z反变换
7.4 离散系统的数学模型
7.4.1 线性常系数差分方程及其解法
7.4.2 脉冲传递函数
7.4.3 开环系统脉冲传递函数
7.4.4 闭环系统脉冲传递函数
7.5 离散系统的稳定性和稳态误差
7.5.1 s域到z域的映射
7.5.2 线性定常离散系统稳定的充分必要条件
7.5.3 离散系统的稳定性判据
7.5.4 离散系统的稳态误差
7.6 离散系统的动态性能分析
7.6.1 离散系统的时间响应
7.6.2 采样器和保持器对动态性能的影响
习题七
附录A 拉氏变换和拉氏反变换
附录B MATLAB系统与常用函数
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