自動控制原理

本書內容包括經典控制理論和現代控制理論兩部分。在經典控制理論部分，主要介紹控制理論方面的基本知識和必要的數學基礎知識，包括拉普拉斯變換、線性控制系統數學模型、時域分析法、根軌跡法、頻域分析法、穩定性分析、控制系統的校正等；簡單介紹非線性控制系統的描述函數法、相平面法。在現代控制理論部分，概括介紹現代控制理論的狀態空間分析法、系統的能控性和能觀測性。簡介MATLAB語言及其在控制系統的分析與設計中的函數。本書可以作為高等院校電子信息類專業“自動控制原理”課程的教材，也可供從事相關專業人員參考。 ^[1] 

第1章

1.1引言

1.2開環控制系統和閉環控制系統

1.2.1開環控制系統

1.2.2閉環控制系統

1.3自動控制系統的分類和組成

1.3.1自動控制系統的分類

1.3.2自動控制系統的組成

1.4控制系統的基本要求

1.4.1穩定性

1.4.2響應速度

1.4.3精確度

習題

第2章

2.1拉普拉斯變換

2.1.1知識的回顧

2.1.2拉普拉斯變換的定義

2.2拉普拉斯變換定理

2.2.1平移函數

2.2.2f(t)與e-αt相乘

2.2.3時間比例尺

2.2.4微分定理

2.2.5終值定理

2.2.6初值定理

2.2.7積分定理

2.3拉普拉斯反變換

2.3.1具有不相同極點的F(s)的部分分式展開式

2.3.2具有共軛複數極點的F(s)的部分分式展開式

2.3.3具有多重極點的F(s)的部分分式展開式

2.4拉普拉斯變換法的應用

第3章

3.1控制系統數學模型的建立

3.1.1概述

3.1.2線性控制系統數學模型的建立

3.2線性控制系統的傳遞函數

3.2.1傳遞函數的概念

3.2.2傳遞函數的幾點説明

3.2.3典型環節及其傳遞函數

3.3結構圖

3.3.1結構圖的組成

3.3.2結構圖的建立

3.3.3結構圖的等效變換

3.4信號流圖

3.4.1信號流圖及其組成

3.4.2信號流圖的繪製

3.4.3梅遜增益公式

3.4.4閉環控制系統的傳遞函數

習題

第4章

4.1典型輸入信號

4.2階躍響應的性能指標

4.2.1動態過程

4.2.2穩態過程

4.3一階系統時域分析

4.3.1一階系統的單位階躍響應

4.3.2一階系統的單位脈衝響應

4.3.3一階系統的單位斜坡響應

4.4二階系統時域分析

4.4.1二階系統的單位階躍響應

4.4.2二階系統的動態性能指標

4.5控制系統的穩定性

4.5.1穩定的基本概念

4.5.2勞斯(Routh)判據

4.6基於MATLAB的穩態誤差分析

4.6.1穩態誤差的基本概念

4.6.2誤差傳遞函數

4.6.3基於MATLAB的穩態誤差分析

習題

第5章

5.1根軌跡方程

5.2繪製根軌跡的基本法則

5.3控制系統根軌跡分析

5.3.1閉環系統零、極點與系統的階躍響應

5.3.2系統性能指標的估算

5.4基於MATLAB的根軌跡繪製及分析

習題

第6章

6.1頻率特性

6.1.1頻率特性的概念

6.1.2頻率特性的幾何表示

6.2典型環節的頻率特性

6.3穩定性判斷

6.3.1輻角原理

6.3.2奈奎斯特穩定判據

6.3.3對數頻率穩定判據

6.4穩定裕度

6.4.1幅值裕度h

6.4.2相角裕度γ

6.5基於MATLAB的頻率特性圖繪製

習題

第7章

7 .1控制系統校正的概念

7.1.1時域分析法校正思想

7.1.2頻域分析法校正思想

7.2串聯校正

7.2.1超前網絡

7.2.2遲後網絡

7.2.3複合網絡

7.3反饋校正

習題

第8章

8.1非線性問題概述

8.2描述函數分析法

8.2.1描述函數的概念

8.2.2典型非線性特性的描述函數

8.2.3用描述函數分析非線性系統的穩定性

8.3相平面分析法

8.3.1相軌跡的概念

8.3.2線性系統的相軌跡

8.3.3非線性系統的相軌跡

第9章

9.1狀態空間方程的建立

9.1.1狀態空間方程的概念

9.1.2狀態空間方程的列寫方法

9.2連續系統狀態方程的解法

9.2.1時域解法

9.2.2複頻域解法

9.3系統的能控性和能觀測性

9.3.1能控性

9.3.2能觀測性

習題

第10章

10.1MathWorks控制系統解決方案

10.1.1 集成的系統設計環境

10.1.2MathWorks產品支持控制流程的關鍵環節

10.2Simulink與建模仿真

10.2.1Transfer Fcn(傳遞函數模塊)

10.2.2以零點—極點表示的傳遞函數模塊

10.2.3增益模塊

10.2.4偏移模塊

10.2.5飽和度模塊

10.2.6Mux(向量合成模塊)

10.2.7Constant(常數源模塊)

10.2.8Pulse Generator(脈衝信號發生器)

10.2.9Ramp(“斜坡”信號)

10.2.10Step(階躍函數模塊)

10.2.11Clock(仿真時間模塊)

10.2.12Scope(示波器模塊)

10.3MATLAB控制系統工具箱函數

10.3.1時域響應

10.3.2頻域響應

10.3.3根軌跡

附錄A

工具箱命令參考 ^[1] 

參考文獻