自動控制原理（第二版）

第二版前言
第一版前言.
第一章自動控制概述
1.1引言
1.2自動控制系統(tǒng)的初步概念
1.3自動控制系統(tǒng)的分類
1.3.1開環(huán)控制和閉環(huán)控制
1.3.2伺服系統(tǒng).定值控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)
1.3.3控制系統(tǒng)的其他類型
1.4控制系統(tǒng)的組成及對控制系統(tǒng)的基本要求
1.4.1控制系統(tǒng)的基本組成
1.4.2對控制系統(tǒng)的基本要求
習題
第二章系統(tǒng)的數(shù)學模型
2.1控制系統(tǒng)微分方程的建立
2.2傳遞函數(shù)
2.2.1傳遞函數(shù)的定義
2.2.2關于傳遞函數(shù)的幾點說明
2.2.3基本環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)
2.2.4電氣網(wǎng)絡的運算阻抗與傳遞函數(shù)
2.3控制系統(tǒng)的框圖和傳遞函數(shù)
2.3.1框圖的概念和繪制
2.3.2框圖的變換規(guī)則
2.3.3閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2.3.4框圖的化簡
2.3.5梅森增益公式
2.3.6機電裝置的傳遞函數(shù)
2.4非線性方程的線性化
習題
第三章控制系統(tǒng)的時域分析法
3.1引言
3.1.1典型輸入信號
3.1.2單位沖激響應
3.1.3系統(tǒng)的時間響應
3.1.4時間響應的性能指標
3.2一階系統(tǒng)的時域分析
3.2.1一階系統(tǒng)的單位階躍響應
3.2.2一階系統(tǒng)的單位斜坡響應
3.2.3單位沖激響應
3.3二階系統(tǒng)的時域分析
3.3.1二階系統(tǒng)的典型形式
3.3.2二階系統(tǒng)的單位階躍響應
3.3.3二階欠阻尼系統(tǒng)的動態(tài)性能指標
3.3.4二階系統(tǒng)計算舉例
3.3.5二階系統(tǒng)的單位沖激響應
3.3.6二階系統(tǒng)的單位斜坡響應
3.3.7初始條件不為零時二階系統(tǒng)的時間響應
3.4高階系統(tǒng)的時間響應概述
3.5控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
3.5.1穩(wěn)定的概念
3.5.2線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件
3.5.3勞思穩(wěn)定判據(jù)
3.6控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.1穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念
3.6.2利用終值定理求穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.3系統(tǒng)的型別與參考輸入的穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.4擾動信號的穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.5動態(tài)誤差系數(shù)法
3.7復合控制
3.7.1按輸入補償?shù)膹秃峡刂?br />3.7.2按擾動補償?shù)膹秃峡刂?br />習題
第四章根軌跡法
4.1根軌跡的初步概念
4.2繪制根軌跡的基本規(guī)則
4.2.1根軌跡的分支數(shù)
4.2.2根軌跡的連續(xù)性與對稱性
4.2.3根軌跡的起點和終點
4.2.4根軌跡的漸近線
4.2.5實軸上的根軌跡
4.2.6根軌跡在實軸上的分離點與會合點
4.2.7根軌跡與虛軸的交點
4.2.8根軌跡的出射角與入射角
4.2.9閉環(huán)極點的和與積
4.2.10放大系數(shù)的求取
4.3按根軌跡分析控制系統(tǒng)
習題
第五章頻率特性法
5.1頻率特性的初步概念
5.2頻率特性的圖形
5.2.1極坐標圖
5.2.2對數(shù)頻率特性圖
5.2.3最小相位系統(tǒng)
5.2.4Nichols圖
5.3Nyquist穩(wěn)定判據(jù)
5.3.1完整的頻率特性極坐標圖
5.3.2Nyquist穩(wěn)定判據(jù)
5.3.3用開環(huán)伯德圖判定閉環(huán)穩(wěn)定性
5.4控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性
5.4.1相位裕度
5.4.2幅值裕度
5.5閉環(huán)頻率特性圖
5.5.1閉環(huán)頻率特性圖
5.5.2等M圓
5.5.3非單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性
5.6頻率特性與控制系統(tǒng)性能的關系
5.6.1控制系統(tǒng)的性能指標
5.6.2二階系統(tǒng)性能指標間的關系
5.6.3高階系統(tǒng)性能指標間的關系
5.6.4開環(huán)對數(shù)幅頻特性與性能指標間的關系
5.7控制系統(tǒng)設計的初步概念
5.8PID控制器簡述
5.8.1比例(P)控制器
5.8.2比例微分(PD)控制器
5.8.3積分(I)控制器
5.8.4比例積分(PI)控制器
5.8.5比例積分微分(PID)控制器
5,9超前補償
5.9.1超前補償網(wǎng)絡的特性
5.9.2超前補償網(wǎng)絡設計
5.10滯后補償
5.10.1滯后補償網(wǎng)絡的特性
5.10.2滯后補償網(wǎng)絡設計
5.11滯后超前補償..
5.11.1滯后超前網(wǎng)絡的特性
5.11.2補償原理與設計步驟
5.12串聯(lián)補償網(wǎng)絡的期望幅頻特性設計方法
5.13反饋補償
5.13.1反饋的功能
5.13.2反饋補償網(wǎng)絡的設計
5.14電子放大器的數(shù)學模型與補償方法
5.14.1電子放大器的數(shù)學模型
5.14.2放大器的內部補償
5.14.3放大器的外部補償
習題
第六章典型非線性環(huán)節(jié)及其對系統(tǒng)的影響
6.1概述
6.1.1典型非線性環(huán)節(jié)
6.1.2非線性系統(tǒng)的特點
6.2描述函數(shù)法
6.2.1描述函數(shù)的基本概念,
6.2.2用描述函數(shù)分析非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性
習題
第七章計算機控制系統(tǒng)
7.1計算機控制系統(tǒng)概述
7.2A／D轉換與采樣定理
7.2.1A／D轉換
7.2.2采樣定理
7.2.3采樣周期的選取
7.3D／A轉換
7.4z變換
7.4.1z變換
7.4.2z變換的基本定理
7.4.3z反變換
7.5之傳遞函數(shù)
7.5.1z傳遞函數(shù)的概念
7.5.2串聯(lián)環(huán)節(jié)的脈沖傳遞函數(shù)
7.5.3線性離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)
7.6線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性
7.6.1s平面到z平面的映射關系
7.6.2線性離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件
7.6.3勞思穩(wěn)定判據(jù)
7.7線性離散系統(tǒng)的時域分析
7.7.1極點在z平面上的分布與瞬態(tài)響應
7.7.2線性離散系統(tǒng)的時間響應
7.7.3線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
7.8數(shù)字控制器的模擬化設計
7.8.1模擬補償裝置的離散化方法
7.8.2模擬化設計舉例
7.8.3數(shù)字PID算式
7.8.4PD—PID雙模控制
習題
第八章現(xiàn)代控制理論基礎
8.1狀態(tài)空間法的基本概念
8.2線性定常系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式的建立
8.2.1根據(jù)系統(tǒng)的工作原理建立狀態(tài)空間表達式
8.2.2根據(jù)微分方程和傳遞函數(shù)建立狀態(tài)空間表達式
8.2.3根據(jù)傳遞函數(shù)的實數(shù)極點建立狀態(tài)空間表達式
8.2.4狀態(tài)變量的非惟一性和特征值不變性
8.2.5狀態(tài)變量圖
8.3由狀態(tài)空間表達式求傳遞函數(shù)
8.4線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
8.4.1齊次狀態(tài)方程的解
8.4.2矩陣指數(shù)和狀態(tài)轉移矩陣的性質
8.4.3非齊次狀態(tài)方程的解
8.5線性定常離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式
8.5.1由差分方程或z傳遞函數(shù)建立狀態(tài)方程
8.5.2定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的離散化
8.5.3線性定常離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
8.6李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
8.6.1李雅普諾夫穩(wěn)定性的定義
8.6.2李雅普諾夫第一法(間接法)
8.6.3李雅普諾夫第二法(直接法)
8.6.4線性系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
8.7線性系統(tǒng)的可控性與可觀測性
8.7.1線性系統(tǒng)的可控性與可控性判據(jù)
8.7.2線性系統(tǒng)的可觀測性與可觀性判據(jù)
8.7.3可控規(guī)范型和可觀測規(guī)范型
8.7.4對偶原理
8.7.5非奇異線性變換的不變特性和可控性與可觀測性判據(jù)的其他形式
8.8線性系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與極點配置
8.8.1狀態(tài)反饋
8.8.2單變量控制系統(tǒng)的極點配置
8.9狀態(tài)觀測器
8.9.1全維狀態(tài)觀測器
8.9.2降維狀態(tài)觀測器
8.10二次型性能指標的最優(yōu)控制
習題
第九章基于MATLAB的系統(tǒng)分析.設計與仿真
9.1引言
9.1.1進入MATLAB操作環(huán)境和執(zhí)行MATLAB的命令與程序
9.1.2Simulink軟件包
9.2系統(tǒng)的初步概念與數(shù)學模型
9.2.1開環(huán)控制與閉環(huán)控制
9.2.2系統(tǒng)的穩(wěn)定性
9.2.3MATLAB函數(shù)簡介
9.2.4系統(tǒng)的數(shù)學模型
9.3系統(tǒng)的時域分析法
9.3.1系統(tǒng)的時域響應
9.3.2線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性
9.3.3穩(wěn)態(tài)誤差
9.4根軌跡
9.4.1根軌跡的繪制
9.4.2基于根軌跡的系統(tǒng)設計
9.5頻率特性
9.5.1繪制Nyquist圖
9.5.2繪制Bode圖
9.5.3求穩(wěn)定裕度
9.6典型非線性環(huán)節(jié)
9.6.1飽和非線性
9.6.2間隙非線性
9.7計算機控制系統(tǒng)
9.8狀態(tài)空間法
9.8.1數(shù)學模型及相互轉換
9.8.2矩陣指數(shù)及狀態(tài)方程的解
9.8.3系統(tǒng)的穩(wěn)定性
9.8.4系統(tǒng)的可控性與可觀測性
9.8.5極點配置
9.8.6狀態(tài)觀測器
9.8.7帶觀測器的極點配置及最優(yōu)控制
附錄一拉普拉斯變換的基本特性
附錄二拉氏變換-z變換表
附錄三常用補償網(wǎng)絡
附錄四本書所用的MATLAB命令
參考文獻...