自動控制原理

面對深奧的自動控制理論和浩如煙海的各種自動 控制系統，《自動控制原理》只是一個入門。《自動 控制原理》由吳佔和、齊秀飛主編， 討論了經典控制理論的基本概念、基本原理和基本方 法。注重內容的實用性，加強了基本 理論與實際應用的闡述，理論聯繫實際，通俗易懂， 舉一反三，便於教學和自學。內容包 括自動控制系統的一般概念，自動控制系統的數學模 型，線性控制系統的時域分析法、線 性控制系統的根軌跡分析法和線性控制系統的頻域分 析法，線性控制系統的校正和Madab 在自動控制原理中的應用等內容，每章還附有適當的 習題及思考題，書中附錄介紹了與各 章有關的典型習題及解法，開闊瞭解題思路，方便閲 讀者自學。

本書可作為自動控制專業和電氣工程、自動化和 機電一體化等專業的學生用書，也可 供相關專業的工程技術人員參考。

第1章 自動控制原理概述

1.1 自動控制與自動控制系統

1.2 自動控制理論的發展

1.3 自動控制系統的組成框圖和基本術語

1.4 自動控制系統的控制方式

1.4.1 開環控制系統

1.4.2 閉環控制系統

1.5 自動控制系統的分類

1.5.1 按照元件特性分類

1.5.2 按照信號傳遞方式分類

1.5.3 按照參考輸入量變化規律分類

1.5.4 按照系統參數的變化特徵分類

1.5.5 按照自動控制系統的功能分類

1.6 自動控制系統的性能指標

1.6.1 系統的穩定性

1.6.2 系統的動態性能指標

1.6.3 系統的穩態性能指標

1.7 自動控制系統的分析與設計

1.7.1 系統的分析

1.7.2 系統的設計

本章小結

習題及思考題

第2章 自動控制系統的數學模型

2.1 自動控制系統的微分方程

2.1.1 線性系統微分方程建立的一般步驟

2.1.2 線性系統微分方程的建立舉例

2.2 拉普拉斯變換

2.2.1 拉氏變換的定義

2.2.2 拉氏變換舉例

2.2.3 拉氏變換的性質

2.2.4 拉氏反變換的性質

2.3 自動控制系統的傳遞函數

2.3.1 傳遞函數的基本概念

2.3.2 典型環節的傳遞函數

2.4 自動控制系統動態結構圖及其等效變換

2.4.1 動態結構圖的繪製

2.4.2 結構圖的等效變換

2.5 反饋控制系統的傳遞函數

2.5.1 反饋控制系統傳遞函數的定義

2.5.2 系統對給定作用和擾動作用的閉環傳遞函數

2.5.3 系統對給定作用和擾動作用的誤差傳遞函數

2.6 信號流圖及梅遜公式

2.6.1 信號流圖的基本概念

2.6.2 梅遜公式

本章小結

習題及思考題

第3章 線性系統的時域分析法

3.1 時域分析基本概念

3.2 自動控制系統典型輸入信號

3.3 一階系統的時域分析

3.3.1 一階系統的數學模型

3.3.2 一階系統的單位階躍響應

3.3.3 一階系統的單位斜坡響應

3.3.4 一階系統的單位脈衝響應

3.3.5 一階系統的單位加速度響應

3.4 二階系統的時域分析

3.4.1 二階系統的數學模型

3.4.2 二階系統的單位階躍響應

3.4.3 二階系統的單位階躍響應性能指標

3.5 自動控制系統的穩定性分析

3.5.1 穩定性的基本概念

3.5.2 勞斯穩定性判據的方法

3.6 自動控制系統的穩態誤差分析

3.6.1 系統穩態誤差的定義

3.6.2 給定輸人信號作用下的穩態誤差

3.6.3 擾動信號作用下的穩態誤差

本章小結

習題及思考題

第4章 線性系統的根軌跡分析法

4.1 根軌跡的基本概念

4.1.1 根軌跡的定義

4.1.2 根軌跡方程

4.2 繪製根軌跡的規則

4.3 自動控制系統動態根軌跡的分析

4.3.1 閉環零、極點對系統動態性能的影響

4.3.2 利用根軌跡方法來改善系統的動態性能

本章小結

習題及思考題

第5章 線性系統的頻域分析法

5.1 頻率特性的基本概念

5.1.1 頻率特性的定義

5.1.2 頻率特性的數學表示方式

5.1.3 頻率特性的幾何表示法

5.2 典型環節的頻率特性

5.2.1 比例環節

5.2.2 積分環節

5.2.3 理想微分環節

5.2.4 慣性環節

5.2.5 一階微分環節

5.2.6 振盪環節

5.2.7 延遲環節

5.3 自動控制系統的開環頻率特性

5.3.1 系統開環幅相頻率特性

5.3.2 系統開環對數頻率特性曲線

5.3.3 小相位系統與非小相位系統

5.4 奈奎斯特穩定性判據

5.4.1 閉環系統的穩定性

5.4.2 奈奎斯特穩定性判據

5.4.3 伯德圖上的穩定性判據

5.5 自動控制系統的穩定裕度

5.5.1 自動控制系統的穩定裕度的定義

5.5.2 自動控制系統的穩定性分析

5.6 閉環頻率特性

5.6.1 閉環頻率特性

5.6.2 閉環頻率特性的指標與時域響應的關係

5.6.3 用頻率特性分析系統的性能

本章小結

習題及思考題

第6章 自動控制系統的校正

6.1 校正的基本概念

6.2 系統校正的方法

6.2.1 系統校正的根軌跡法

6.2.2 系統校正的頻率響應法

6.3 自動控制系統的串聯校正

6.3.1 超前校正

6.3.2 滯後校正

6.3.3 串聯超前一滯後校正

6.4 反饋校正

6.5 複合校正

6.5.1 複合校正的基本概念

6.5.2 前饋補償的複合校正

6.6 晶閘管直流調速系統工程設計方法I

6.6.1 工程設計方法和步驟

6.6.2 典型I型系統

6.6.3 典型Ⅱ型系統

本章小結

習題及思考題

第7章 Matlab在自動控制系統中的應用

7.1 Matlab仿真軟件簡介

7.1.1 Matlab的具體功能

7.1.2 Matlab的語言特點

7.2 Matlab仿真軟件在自動控制原理中的應用

7.2.1 基本繪圖命令

7.2.2 Matlab在控制系統中的基礎應用

7.2.3 利用Simulink進行控制系統的仿真

7.2.4 利用Matlab進行時域分析

7.2.5 利用Matlab進行根軌跡分析

7.2.6 利用Matlab進行繪圖

7.2.7 利用Matlab進行頻域分析

參考文獻

附錄 自動控制原理習題集及答案