定 價:32 元
叢書名:高等教育軌道交通“十二五”規(guī)劃教材·機車車輛類
- 作者:齊紅元,陳科山,陳廣華 編
- 出版時間:2013/8/1
- ISBN:9787512115453
- 出 版 社:北京交通大學出版社
- 中圖法分類:O231
- 頁碼:212
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
《控制理論基礎/高等教育軌道交通“十二五”規(guī)劃教材·機車車輛類》闡述了古典控制理論基礎的基本概念、原理與分類、控制系統(tǒng)基本要求及拉普拉斯變換理論;介紹連續(xù)線性系統(tǒng)的時域與頻域理論及其各種分析方法。為了克服以往控制系統(tǒng)分析的數(shù)學復雜問題,《控制理論基礎/高等教育軌道交通“十二五”規(guī)劃教材·機車車輛類》結合MATLAB軟件編程,介紹系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)性能與穩(wěn)定性、系統(tǒng)建模與時頻域等分析的仿真實現(xiàn)方法。《控制理論基礎/高等教育軌道交通“十二五”規(guī)劃教材·機車車輛類》針對“機械設計制造及其自動化(機車車輛方向)”網(wǎng)絡課程要求配有課程電子課件。
《控制理論基礎/高等教育軌道交通“十二五”規(guī)劃教材·機車車輛類》適合用作高等學校機械、化工、航天航空、自動化、儀表等相關專業(yè)的教材,也可作為從事控制工程應用和研究的工程技術人員的參考書。
以控制理論為基礎的自動控制技術已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸和國防建設的各個工程領域,并解決了一系列高科技難題,諸如高速機車、宇宙航行、航空航天工程、導彈制導與防御體系等領域的一些高精度控制問題?刂评碚摶A是工科各專業(yè)的一門重要的技術基礎理論課程,已成為高等教育多學科共同的專業(yè)基礎課程。
在本教材的結構設計中,為了克服以往在時域與頻域等分析中難以理解的數(shù)學問題,將課程基礎理論與工程數(shù)學、系統(tǒng)網(wǎng)絡課件構建、MATLAB軟件控制工具箱相結合,進而實現(xiàn)增強學生對控制理論理解認識能力的目的。
《控制理論基礎》能夠較全面系統(tǒng)地介紹控制理論的基本內(nèi)容,并注重基本理論、基本概念和基本分析方法的闡述。全書共分5章,闡述經(jīng)典控制基本理論與分析方法,主要內(nèi)容包括:控制系統(tǒng)的數(shù)學模型、時域分析法、根軌跡分析法與頻率響應法等。
第1章是緒論,介紹了控制理論基礎的基本概念,在分析諸多控制對象的基礎上,提出了控制系統(tǒng)的概念、技術術語及分類,同時簡述了控制理論及其工業(yè)應用的發(fā)展過程。
第2章是控制理論的數(shù)學建模方法,主要介紹連續(xù)線性系統(tǒng)建模的數(shù)學基礎——拉普拉斯變換(簡稱拉氏變換)及其反變換的方法,基于拉氏變換的線性微分方程的求解方法;傳遞函數(shù)概念與性質、系統(tǒng)框圖、流程圖及其等效轉換、梅遜增益公式及MATLAB工具軟件的分析方法。
第3章是控制系統(tǒng)時域分析,以輸入為典型信號示例,講解代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)、穩(wěn)態(tài)誤差分析計算、擾動誤差及減小穩(wěn)態(tài)誤差的方法,同時將詳細介紹運用MATLAB軟件時域分析與仿真的方法。
第4章是根軌跡分析法,介紹閉環(huán)特征根軌跡繪圖方法,并簡述采用MATI。AB軟件實現(xiàn)根軌跡仿真的編程方法。
第5章是頻率響應法,頻率響應法是在工程中廣泛應用的方法之一,本章主要介紹頻率響應、頻率特性概念、頻率特性繪制、頻率特性系統(tǒng)性能分析方法與設計控制系統(tǒng)方法,并簡述MATLAB軟件繪制的編程方法。
本書由齊紅元、陳科山、陳廣華編寫,具體分工如下:第1章和各章MATLAB部分由齊紅元執(zhí)筆;第2、3章由陳科山、齊紅元執(zhí)筆;第4、5章由陳廣華、齊紅元執(zhí)筆。此外,研究生戚興剛、杜葉挺、任尚杰、趙龍、何喆、張增杰、李超然等同學參與了本書程序運行、打字、繪圖、排版工作,對于他們給予的大力幫助表示誠摯的謝意。
第1章 控制系統(tǒng)的基本概念
1.1 控制理論概述
1.1.1 控制理論發(fā)展歷史
1.1.2 控制理論常用術語與應用實例
1.1.3 控制系統(tǒng)面臨的問題
1.1.4 控制理論基礎的特點
1.2 控制理論基礎的基本概念
1.2.1 控制理論的基本原理
1.2.2 控制系統(tǒng)的控制方式
1.2.3 控制系統(tǒng)的組成
1.2.4 控制系統(tǒng)實例分析
1.3 控制系統(tǒng)的分類
1.3.1 按輸入信號變化的規(guī)律分類
1.3.2 按系統(tǒng)傳輸信號對時間的關系分類
1.3.3 按系統(tǒng)的輸出量和輸入量間的關系分類
1.3.4 按系統(tǒng)中的參數(shù)對時間的變化情況分類
1.3.5 按系統(tǒng)中輸入輸出量個數(shù)情況分類
1.4 控制系統(tǒng)的基本要求
1.4.1 系統(tǒng)的穩(wěn)定性
1.4.2 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標
1.4.3 系統(tǒng)的動態(tài)性能指標
1.5 控制系統(tǒng)實例分析
1.6 本章小結
1.7 習題1
第2章 控制璦論的數(shù)學建模方法
2.1 控制理論的數(shù)學基礎
2.1.1 拉氏變換
2.1.2 典型輸入信號的拉氏變換
2.1.3 拉氏變換的性質
2.1.4 拉氏反變換
2.2 數(shù)學模型的建立
2.2.1 動態(tài)微分方程的編寫
2.2.2 非線性數(shù)學模型線性化
2.2.3 傳遞函數(shù)的編寫
2.2.4 控制系統(tǒng)的動態(tài)結構圖
2.2.5 動態(tài)結構圖的等效變換和簡化
2.2.6 信號流圖
2.3 本章小結
2.4 習題2
第3章 控制系統(tǒng)時域分析
3.1 典型輸入信號
3.2 一階系統(tǒng)的時域分析
3.2.1 一階系統(tǒng)的數(shù)學模型
3.2.2 一階系統(tǒng)的單位階躍響應
3.2.3 一階系統(tǒng)的沖激響應
3.2.4 一階系統(tǒng)的單位速度響應
3.3 二階系統(tǒng)的階躍響應
3.3.1 典型二階系統(tǒng)暫態(tài)響應
3.3.2 二階系統(tǒng)暫態(tài)響應的性能指標
3.4 高階系統(tǒng)的暫態(tài)響應
3.5 系統(tǒng)的代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)
3.5.1 穩(wěn)定性及其充分必要條件
3.5.2 勞斯穩(wěn)定判據(jù)
3.5.3 胡爾維茨判據(jù)
3.6 穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.1 給定穩(wěn)態(tài)誤差與誤差系數(shù)
3.6.2 擾動穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.3 減小穩(wěn)態(tài)誤差的方法
3.7 本章小結
3.8 習題3
第4章 根軌跡分析法
4.1 根軌跡法的基本概念
4.1.1 根軌跡概念
4.1.2 閉環(huán)零點、極點與開環(huán)零點、極點的關系
4.1.3 根軌跡方程
4.2 根軌跡法的一般步驟
4.3 繪制根軌跡的基本法則
4.4 控制系統(tǒng)根軌跡的繪制
4.5 廣義根軌跡
4.5.1 參數(shù)根軌跡
4.5.2 零度根軌跡
4.6 線性系統(tǒng)的根軌跡分析方法
4.6.1 主導極點的概念
4.6.2 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
4.6.3 揎制系統(tǒng)的暫態(tài)性能分析
4.6.4 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析
4.6.5 開環(huán)零點、極點分布對系統(tǒng)性能的影響
4.6.6 利用MATLAB繪制系統(tǒng)的根軌跡
4.7 本章小結
4.8 習題4
第5章 頻率響應法
5.1 頻率響應的概念
5.2 頻率特性的圖形表示方法
5.2.1 頻率特性曲線
5.2.2 幅相頻率特性曲線
5.2.3 對數(shù)頻率特性曲線
5.3 典型環(huán)節(jié)的頻率特性
5.3.1 比例環(huán)節(jié)的頻率特性
5.3.2 慣性環(huán)節(jié)的頻率特性
5.3.3 積分環(huán)節(jié)的頻率特性
5.3.4 微分環(huán)節(jié)的頻率特性
5.3.5 振蕩環(huán)節(jié)的頻率特性
5.3.6 時滯環(huán)節(jié)的頻率特性
5.3.7 最小相位環(huán)節(jié)和非最小相位環(huán)節(jié)
5.4 系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性
5.4.1 系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性的圖形表示方法
5.4.2 系統(tǒng)的開環(huán)幅相特性曲線的繪制
5.4.3 系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)特性曲線的繪制
5.5 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
5.5.1 輔助函數(shù)
5.5.2 映射定理
5.5.3 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
5.5.4 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的應用
5.5.5 對數(shù)穩(wěn)定判據(jù)
5.5.6 穩(wěn)定裕度
5.6 利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能
……