本書主要介紹控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識和設(shè)計方法。全書首先介紹了控制系統(tǒng)的基本概念，然后論述了控制系統(tǒng)的微分方程和傳遞函數(shù)等數(shù)學(xué)模型的建立和等效簡化方法。在系統(tǒng)分析方面，主要介紹了控制系統(tǒng)的時域分析法、根軌跡分析法和頻域分析法。在系統(tǒng)設(shè)計方面，主要介紹了串聯(lián)校正技術(shù)和PID控制技術(shù)。在計算機控制技術(shù)方面，論述了連續(xù)信號的采樣過程和離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并介紹了控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)和數(shù)字PID控制器的程序設(shè)計方法。書中還包括MATLAB應(yīng)用的內(nèi)容，并在附錄中介紹了拉普拉斯變換和z變換的基本理論。
第1章 緒論
1.1 控制工程概述
1.1.1 控制理論的發(fā)展概況
1.1.2 控制理論的主要內(nèi)容
1.1.3 控制工程基礎(chǔ)的研究對象
1.2 控制系統(tǒng)的基本概念
1.2.1 控制系統(tǒng)的工作原理
1.2.2 開環(huán)控制和閉環(huán)控制
1.2.3 反饋控制系統(tǒng)的基本組成
1.3 控制系統(tǒng)的分類
1.3.1 按輸入信號的變化規(guī)律分類
1.3.2 按控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分類
1.3.3 按信號處理技術(shù)的方法分類
1.4 對控制系統(tǒng)的基本要求
1.5 自動控制系統(tǒng)舉例
1.5.1 水位自動控制系統(tǒng)
1.5.2 機械式轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)
本章小結(jié)
習(xí)題
第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.1 控制系統(tǒng)的微分方程
2.2 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2.2.1 傳遞函數(shù)的定義
2.2.2 傳遞函數(shù)的性質(zhì)
2.2.3 傳遞函數(shù)的建立
2.3 控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)
2.3.1 典型環(huán)節(jié)的分類及其傳遞函數(shù)
2.3.2 常用的反饋控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)
2.4 傳遞函數(shù)的方塊圖及其簡化運算
2.4.1 方塊圖的組成
2.4.2 方塊圖的建立
2.4.3 方塊圖的簡化運算
2.4.4 梅遜公式
2.5 典型控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
本章小結(jié)
習(xí)題
第3章 控制系統(tǒng)的時域分析法
3.1 典型輸入信號及時域性能指標(biāo)
3.1.1 典型輸入信號
3.1.2 時域性能指標(biāo)
3.2 一階系統(tǒng)的時間響應(yīng)分析
3.2.1 一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
3.2.2 一階系統(tǒng)的典型時間響應(yīng)分析
3.3 二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)分析
3.3.1 二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
3.3.2 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)分析
3.3.3 二階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)分析
3.4 高階系統(tǒng)的時間響應(yīng)分析
3.5 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
3.5.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義
3.5.2 系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件
3.5.3 勞斯穩(wěn)定判據(jù)
3.6 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析
3.6.1 穩(wěn)態(tài)誤差的概念及計算
3.6.2 系統(tǒng)的類型
3.6.3 穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)的概念及計算
3.6.4 擾動引起的穩(wěn)態(tài)誤差計算
3.7 應(yīng)用MATLAB行控制系統(tǒng)的時域分析
本章小結(jié)
習(xí)題
第4章 控制系統(tǒng)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 根軌跡與系統(tǒng)性能
4.1.3 根軌跡方程
4.2 根軌跡繪制的基本法則
4.3 參量根軌跡
4.4 用根軌跡分析系統(tǒng)性能
4.4.1 主導(dǎo)極點
4.4.2 偶極子
4.4.3 系統(tǒng)性能與零、極點的關(guān)系
4.4.4 系統(tǒng)根跡線的改造
本章小結(jié)
習(xí)題
第5章 控制系統(tǒng)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 頻率特性和傳遞函數(shù)之間的關(guān)系
5.2 頻率特性的幾何表示方法
5.2.1 幅相頻率特性曲線
5.2.2 對數(shù)頻率特性曲線
5.3 典型環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性
5.3.1 比例環(huán)節(jié)
5.3.2 積分環(huán)節(jié)
5.3.3 微分環(huán)節(jié)
5.3.4 慣性環(huán)節(jié)
5.3.5 一階微分環(huán)節(jié)
5.3.6 振蕩環(huán)節(jié)
5.3.7 二階微分環(huán)節(jié)
5.4 系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制
5.4.1 伯德圖繪制的簡便方法
5.4.2 小相位系統(tǒng)與非小相位系統(tǒng)
5.5 用頻率特性分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性
5.5.1 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
5.5.2 開環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)的對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)
5.5.3 穩(wěn)定裕度與系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性
5.5.4 關(guān)于相角裕度和幅值裕度的幾點說明
5.6 用頻率特性分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能
5.6.1 系統(tǒng)型別的確定
5.6.2 開環(huán)放大倍數(shù)K的確定
5.7 用頻率特性分析系統(tǒng)的動態(tài)性能
5.7.1 開環(huán)頻域指標(biāo)
5.7.2 開環(huán)頻率特性的三頻段與系統(tǒng)性能的關(guān)系
本章小結(jié)
習(xí)題
第6章 控制系統(tǒng)的校正技術(shù)
6.1 控制系統(tǒng)設(shè)計與校正概述
6.1.1 控制系統(tǒng)的設(shè)計原則
6.1.2 控制系統(tǒng)的校正方式
6.2 閉環(huán)系統(tǒng)的串聯(lián)校正
6.2.1 相位超前校正
6.2.2 相位滯后校正
6.2.3 相位滯后-超前校正
6.2.4 串聯(lián)校正方式的特性比較
6.3 閉環(huán)系統(tǒng)的PID控制
6.3.1 P控制器
6.3.2 PI控制器
6.3.3 PD控制器
6.3.4 PID控制器
6.4 反饋校正
6.4.1 利用反饋校正改變局部結(jié)構(gòu)和參數(shù)
6.4.2 利用反饋校正取代局部結(jié)構(gòu)
6.5 復(fù)合校正
6.5.1 按輸入補償?shù)捻橉伩刂?
6.5.2 按補償?shù)那梆伩刂?
本章小結(jié)
習(xí)題
第7章 計算機控制技術(shù)
7.1 計算機控制系統(tǒng)概述
7.1.1 計算機控制系統(tǒng)的組成
7.1.2 計算機控制系統(tǒng)的特點
7.2 連續(xù)信號的采樣
7.2.1 連續(xù)信號的采樣過程
7.2.2 連續(xù)信號的采樣定理
7.3 離散系統(tǒng)的差分方程
7.3.1 差分的概念
7.3.2 差分方程的概念
7.3.3 差分方程的求解
7.4 離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)
7.4.1 脈沖傳遞函數(shù)的概念
7.4.2 脈沖傳遞函數(shù)的求取
7.5 離散系統(tǒng)的性能分析
7.5.1 離散系統(tǒng)的動態(tài)性能分析
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