自動控制原理

本書按照“基礎知識”、“數學模型”、“經典分析”、“現代分析”的順序編寫，在每種分析中，先研究連續信號與離散信號，再研究連續系統與離散系統。本書的主要內容有：基礎知識、系統的數學模型、時域分析、頻域分析、複頻域分析、控制系統的校正與設計、非線性控制系統的分析、狀態空間分析與綜合。

與現有的“自動控制原理”教材相比，本書系統地補充了必需的“信號與系統”內容，以儘量滿足教學的實際需求。本書可作為普通高等院校電氣工程類、自動化類專業與機械工程類各專業“自動控制原理”課程的教材或參考書，全書參考學時數為90學時左右。 ^[1] 

前言

第1章 基礎知識

1．1信號

1．1．1信號的描述與分類

1．1．2奇異信號

1．1．3正弦信號

1．1．4信號的基本特性與運算

1．2系統

1．2．1系統簡介

1．2．2系統的特性與分類

1．2．3系統的校正

1．3對控制的基本認識

1．3．1控制的主要目的

1．3．2控制的基本方式

1．3．3控制的基本要求

本章小結

習題1

第2章 系統的數學模型

2．1由系統原理圖畫功能框圖

2．2系統數學模型的建立

2．2．1基本方法

2．2．2動態結構圖的等效變換

2．2．3信號流圖與Mason公式

2．3系統的傳遞函數

2．3．1系統的開環傳遞函數

2．3．2系統的閉環傳遞函數

2．3．3系統的誤差傳遞函數

2．4系統數學模型的試驗測定

2．4．1試驗測定數學模型的主要方法

2．4．2時域測定法

2．5系統的模擬

2．5．1連續系統的模擬

2．5．2離散系統的模擬

本章小結

習題2

第3章 時域分析

3．1時域分析法及其特點

3．1．1時域分析法與時域指標

3．1．2時域分析法的主要特點

3．2系統時域解的結構

3．2．1自由響應與強迫響應

3．2．2零輸入響應與零狀態響應

3．2．3瞬態響應與穩態響應

3．3連續信號與系統控制的時域分析

3．3．1連續信號的時域分析

3．3．2用卷積法求零狀態響應

3．3．3一、二階系統的時域分析

3．3．4高階系統的時域分析

3．3．5系統的穩定性分析

3．3．6系統的穩態誤差分析

3．3．7MATLAB在時域分析法中的應用

3．4離散信號與系統控制的時域分析(選學)

3．4．1離散時間基本信號

3．4．2離散時間系統的差分方程及其求解

3．4．3用卷積和求零狀態響應

本章小結

習題3

第4章 頻域分析

4．1頻域分析法及其特點

4．1．1頻域分析法

4．1．2頻域分析法的主要特點

4．2連續信號與系統控制的頻域分析

4．2．1信號的頻譜

4．2．2信號的傅里葉變換

4．2．3採樣定理

4．2．4連續系統的頻域分析

4．2．5連續系統的頻率特性

4．2．6 Nyquist穩定判據與對數頻率穩定判據

4．2．7系統Bode圖的三頻段分析與閉環特性

4．2．8系統頻域指標與時域指標的關係

4．3 MATLAB在頻域分析法中的應用

本章小結

習題4

第5章 複頻域分析

5．1複頻域分析法及其特點

5．1．1複頻域分析法

5．1．2複頻域分析法的主要特點

5．2連續系統的複頻域分析

5．2．1拉氏變換

5．2．2用拉氏變換法求解微分方程

5．2．3RLC電路的複頻域分析

5．2．4閉環系統的根軌跡

5．2．5利用根軌跡分析系統的性能

5．3離散系統的複頻域分析

5．3．1。變換

5．3．2用z變換解差分方程

5．3．3信號的採樣與恢復

5．3．4離散系統的脈衝傳遞函數

5．3．5離散系統的表示和模擬

5．3．6離散系統的性能分析

5．4 MATLAB在複頻域分析中的應用

5．4．1MATLAB在根軌跡分析中的應用

5．4．2MATLAB在離散系統中的應用

本章小結

習題5

第6章 控制系統的校正與設計

6．1概述

6．1．1系統校正與設計的基本步驟

6．1．2系統校正與設計的性能指標

6．1．3系統校正的方式、方法和控制規律

6．2常用校正裝置及其特性

6．2．1無源校正裝置

6．2．2有源校正裝置

6．3串聯校正裝置的頻域設計

6．3．1超前校正的設計

6．3．2滯後校正的設計

6．3．3滯後一超前校正的設計

6．4反饋校正

6．4．1反饋校正的主要作用

6．4．2反饋校正設計舉例

6．5複合校正

6．5．1按輸入補償的複合校正

6．5．2按干擾補償的複合校正

6．6根軌跡法在系統校正中的應用

6．6．1用根軌跡法設計超前校正

6．6．2用根軌跡法設計滯後校正

6．7MATLAB在系統校正設計中的應用

6．7．1MATLAB相關函數介紹

6．7．2MATLAB在根軌跡校正設計中的應用

6．7．3MATLAB在頻率響應校正設計中的應用

本章小結

習題6

第7章 非線性控制系統的分析

7．1典型非線性特性及其對系統性能的影響

7．2非線性控制系統的分析方法

7．2．1相平面法

7．2．2非線性控制系統的相平面分析

7．2．3描述函數法

7．2．4用描述函數法分析非線性控制系統

本章小結

習題7

第8章 狀態空間分析與綜合

8．1系統的狀態空間描述

8．1．1系統的狀態空間表達式

8．1．2狀態空間表達式的建立

8．2系統的運動分析

8．2．1線性定常連續時間系統狀態方程的求解

8．2．2線性時變連續時間系統狀態方程的求解

8．2．3線性離散時間系統狀態方程的求解

8．2．4線性連續時間系統的離散化

8．3線性控制系統的能控性和能觀性

8．3．1能控性及其判定

8．3．2能觀性及其判定

8．3．3能控性與能觀性的對偶關係

8．3．4能控標準型與能觀標準型

8．3．5線性系統的結構分解

8．4穩定性與李雅普諾夫方法

8．4．1李雅普諾夫穩定性定義

8．4．2李雅普諾夫第一法

8．4．3李雅普諾夫第二法

8．5線性定常系統的綜合

8．5．1反饋控制系統的基本結構及其特性

8．5．2閉環系統的極點配置

8．5．3狀態觀測器及其實現

8．5．4帶觀測器的狀態反饋系統

本章小結

習題8

參考文獻 ^[2]