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内容简介
本书根据普通高等学校的“自动控制原理”教学大纲编写。共9章，分别是：绪论，控制系统数学模型与建模方法，控制系统特性的时域分析法，控制系统特性的根轨迹分析法，控制系统特性的频率域分析法，控制系统校正与综合的经典方法，线性离散控制系统的分析基础，控制系统特性的状态空间分析法，非线性控制系统的分析基础。 本书可作为自动化专业的基础课程教材，也可供高等院校工程类专业师生学习和使用，并可作为研究生和工程技术人员进行专业基础研究的参考书。 为配合教学，本书配有电子课件、教学大纲、习题答案以及MATLAB／Simulink应用程序等教学资源，有需要的教师可登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）免费注册后下载，或联系编辑索取（微信：15910938545，电话：010－88379739）。
章节目录
- 封面
- 书名页
- 版权页
- 前言
- 目录
- 第1章 绪论
- 1.1 自动控制系统的工作机理与研究范围
- 1.1.1 自动控制的定义
- 1.1.2 开环控制与闭环控制
- 1.2 自动控制系统分类
- 1.2.1 按信号传递、处理和描述关系性质的分类
- 1.2.2 按系统数学模型性质的分类
- 1.2.3 按系统结构复杂度的分类
- 1.2.4 按系统结构、参数和信号共性的分类
- 1.3 控制理论与应用研究的主要问题
- 1.3.1 控制理论研究的典型问题
- 1.3.2 控制系统的基本特性
- 1.3.3 控制系统的参考信号
- 1.3.4 瞬态响应的特性指标
- 1.4 控制理论与应用研究的交叉学科
- 1.5 习题
- 第2章 控制系统数学模型与建模方法
- 2.1 控制系统数学模型的定义与类型
- 2.1.1 数学模型的定义
- 2.1.2 系统模型的类型
- 2.2 数学模型建立的一般步骤
- 2.3 控制系统数学模型的后处理技术
- 2.3.1 微分或差分方程的一般形式
- 2.3.2 非线性模型的线性化
- 2.3.3 模型降阶
- 2.4 控制系统的传递函数模型
- 2.4.1 传递函数的定义
- 2.4.2 传递函数的零极点
- 2.4.3 传递函数与输入输出关系
- 2.4.4 典型环节及其传递函数
- 2.5 SISO系统框图与传递函数
- 2.5.1 框图的定义与绘制
- 2.5.2 框图的基本联接形式
- 2.5.3 框图结构变换与简化
- 2.5.4 控制系统的信号流图
- 2.5.5 梅森（Mason）增益公式
- 2.6 MIMO系统框图与传递函数矩阵
- 2.6.1 传递函数矩阵定义及其输入输出关系
- 2.6.2 MIMO系统的基本联接形式
- 2.6.3 广义信号流图与MIMO系统简化
- 2.6.4 系统耦合的定义与意义
- 2.6.5 系统解耦方法一——对角化解耦
- 2.6.6 系统解耦方法二——对角优势化解耦
- 2.7 习题
- 第3章 控制系统特性的时域分析法
- 3.1 时域分析法概述
- 3.2 系统对输入的稳态误差分析
- 3.2.1 稳态误差定义及其指标
- 3.2.2 系统按积分环节数分类
- 3.2.3 稳态误差的计算方法
- 3.2.4 各型系统稳态误差计算与比较
- 3.2.5 稳态误差的物理意义
- 3.2.6 稳态误差与零极点的关系
- 3.3 系统对扰动输入的稳态误差分析
- 3.4 系统特性变化的稳态误差分析
- 3.4.1 系统静特性变化对输出响应的影响
- 3.4.2 一般系统变化对输出响应的影响
- 3.4.3 灵敏度定义与分析
- 3.5 系统对输入激励的瞬态响应分析
- 3.5.1 瞬态响应的若干术语
- 3.5.2 输入输出的时域卷积分关系
- 3.5.3 典型环节的瞬态响应计算
- 3.5.4 二阶系统瞬态响应指标计算
- 3.5.5 高阶系统瞬态分析
- 3.6 系统对输入的动态误差分析
- 3.6.1 动态误差系数的定义
- 3.6.2 动态误差的物理意义
- 3.7 控制系统的时间区间误差性能简介
- 3.8 系统稳定性概念及其代数判据
- 3.8.1 系统稳定性的定义及意义
- 3.8.2 线性定常系统稳定性与传递函数的关系
- 3.8.3 线性定常系统稳定性的代数判据
- 3.9 系统传递函数的模型降阶
- 3.9.1 模型降阶的Pade近似法
- 3.9.2 模型降阶的Routh－Pade近似法
- 3.9.3 模型降阶的Routh直接近似法
- 3.10 习题
- 第4章 控制系统特性的根轨迹分析法
- 4.1 根轨迹定义及其基本性质
- 4.1.1 根轨迹的定义
- 4.1.2 根轨迹的基本性质
- 4.2 系统根轨迹的绘制方法一——图解法
- 4.2.1 图解法的基本规则
- 4.2.2 图解法绘制根轨迹的一般步骤
- 4.3 系统根轨迹的绘制方法二——解析法
- 4.3.1 根轨迹方程的δ－ω方程转化
- 4.3.2 根轨迹方程的曲线解析形式
- 4.3.3 典型系统根轨迹的δ－ω解析式
- 4.3.4 解析法中根轨迹开环增益K的确定
- 4.3.5 叠加性在高阶系统根轨迹绘制中的应用
- 4.4 系统根轨迹的绘制方法三——计算机辅助绘制法
- 4.4.1 直接法一——基于根轨迹方程的直接法
- 4.4.2 直接法二——基于解析法的直接法
- 4.4.3 直接法三——基于Routh阵列的直接法
- 4.4.4 间接法——数值积分法
- 4.5 几类特殊控制系统的根轨迹及其绘制
- 4.5.1 正反馈系统的根轨迹绘制
- 4.5.2 多参变量的根轨迹簇
- 4.5.3 非标准形式参量系统的根轨迹
- 4.5.4 含时滞环节系统的根轨迹
- 4.5.5 含分布时滞系统的根轨迹
- 4.6 习题
- 第5章 控制系统特性的频率域分析法
- 5.1 频率域分析法概述
- 5.2 系统频率特性定义及其与传递函数的关系
- 5.2.1 系统频率特性定义
- 5.2.2 系统频率特性与传递函数的关系
- 5.2.3 系统的复域、时域和频域传递关系
- 5.2.4 频率特性与基本特性的分区关系
- 5.3 系统频率特性分析法一——极坐标图
- 5.3.1 极坐标图的定义与绘制
- 5.3.2 典型环节的极坐标图
- 5.3.3 一般系统的极坐标图绘制
- 5.3.4 极坐标图与最小相位系统
- 5.3.5 极坐标图与Nyquist稳定判据
- 5.3.6 复放缩Nyquist稳定判据
- 5.3.7 极坐标图与系统的稳定裕量
- 5.3.8 关于极坐标图的绕向问题
- 5.3.9 传递函数模型降阶的频域方法
- 5.3.10 传递函数模型辨识的频域方法
- 5.3.11 二阶系统频域性能指标与阻尼系数的关系
- 5.4 系统频率特性分析法二——对数坐标图
- 5.4.1 对数坐标图的定义与绘制
- 5.4.2 典型环节频率特性的对数坐标图
- 5.4.3 一般系统的对数坐标图绘制
- 5.4.4 对数坐标图应用一——稳态误差的读图计算
- 5.4.5 对数坐标图应用二——稳定分析与稳定裕量读图计算
- 5.4.6 对数坐标图应用三——传递函数模型的读图辨识与降阶
- 5.4.7 对数坐标图应用四——瞬态特性的读图计算
- 5.4.8 最小相位系统的对数坐标图性质
- 5.5 习题
- 第6章 控制系统校正与综合的经典方法
- 6.1 系统校正与综合的定义与问题
- 6.1.1 系统综合的定义和主要问题
- 6.1.2 控制系统综合的经典方法
- 6.2 典型校正装置及其特性
- 6.2.1 微分校正装置
- 6.2.2 积分校正装置
- 6.2.3 积分－微分校正装置
- 6.2.4 常见无源校正装置
- 6.2.5 常见有源校正装置
- 6.3 系统校正的根轨迹综合设计法
- 6.3.1 附加零极点对根轨迹的影响
- 6.3.2 串联微分校正装置的根轨迹设计
- 6.3.3 串联积分校正装置的根轨迹设计
- 6.3.4 串联积分－微分校正装置的根轨迹设计
- 6.3.5 串联校正装置的直接综合法
- 6.4 系统校正的频域综合设计法
- 6.4.1 频域综合法的基本步骤
- 6.4.2 各种时域指标与频域指标的关系
- 6.4.3 串联校正装置的对数坐标图综合法
- 6.4.4 并联校正装置的对数坐标图综合法
- 6.5 习题
- 第7章 线性离散控制系统的分析基础
- 7.1 离散控制系统的研究范围
- 7.2 离散控制系统的基本概念
- 7.2.1 采样控制系统的基本环节与结构
- 7.2.2 采样过程及其脉冲序列表现
- 7.2.3 周期采样与采样定理
- 7.2.4 保持器与模拟信号恢复
- 7.3 离散信号z－变换及其基本性质
- 7.3.1 z－变换的定义
- 7.3.2 z－变换函数的求法
- 7.3.3 z－变换的基本性质
- 7.3.4 z－逆变换及其求法
- 7.4 采样控制系统的数学模型
- 7.4.1 差分方程及其解法
- 7.4.2 脉冲传递函数
- 7.5 离散控制系统的稳定性分析
- 7.5.1 s－平面与z－平面的映射关系
- 7.5.2 离散控制系统的稳定判据
- 7.5.3 离散控制系统稳定性的Routh判据
- 7.5.4 离散控制系统稳定性的Schur－Cohn判据
- 7.5.5 离散控制系统稳定性的Jury判据
- 7.6 离散控制系统的稳态误差分析
- 7.7 离散控制系统的瞬态特性分析
- 7.7.1 离散控制系统极点和瞬态响应的关系
- 7.7.2 离散控制系统瞬态特性的主导极点
- 7.8 离散控制系统的校正与综合设计
- 7.8.1 离散控制系统校正的概念与方法
- 7.8.2 校正装置的设计方法
- 7.8.3 最少拍系统的特性与设计
- 7.9 离散控制系统的复域/频域分析
- 7.9.1 离散控制系统分析的根轨迹法
- 7.9.2 离散控制系统稳定性的复放缩Nyquist判据
- 7.9.3 离散控制系统的频域特性及其性质
- 7.10 习题
- 第8章 控制系统特性的状态空间分析法
- 8.1 状态空间的基本概念与模型建立
- 8.1.1 状态空间的基本概念
- 8.1.2 状态空间模型的建立
- 8.1.3 状态空间模型的主要标准型
- 8.1.4 几类特殊系统的状态空间模型
- 8.2 状态方程组求解与状态转移矩阵
- 8.2.1 线性时不变状态方程组的解
- 8.2.2 线性定常系统状态转移矩阵的概念、性质和求取方法
- 8.2.3 线性定常系统状态方程求解与示例
- 8.3 状态空间模型与传递函数模型的关系
- 8.3.1 状态空间模型与传递函数（或传递函数矩阵）
- 8.3.2 同一传递函数的不同状态空间实现的关系
- 8.4 基于状态空间模型的稳定性分析
- 8.4.1 状态稳定性的几个数学概念
- 8.4.2 系统稳定性判定的Lyapunov第二法
- 8.4.3 线性定常状态空间模型的稳定性
- 8.5 系统状态的能控性和能观性
- 8.5.1 能控性的定义与判据
- 8.5.2 能观性的定义与判据
- 8.5.3 能控性与能观性的对偶性
- 8.5.4 能控性/能观性的辐角原理判据
- 8.6 习题
- 第9章 非线性控制系统的分析基础
- 9.1 非线性系统概述
- 9.1.1 非线性及其基本特性
- 9.1.2 典型非线性环节
- 9.1.3 非线性系统的主要特性
- 9.1.4 非线性系统的建模方法
- 9.2 非线性系统的时域分析法——相平面法
- 9.2.1 相平面的定义与基本概念
- 9.2.2 相平面图的绘制
- 9.2.3 二阶线性定常系统的相平面分析
- 9.2.4 二阶非线性系统的相平面分析
- 9.3 非线性系统的频域分析法——描述函数法
- 9.3.1 描述函数的定义与基本性质
- 9.3.2 非线性环节描述函数的计算
- 9.3.3 基于描述函数法的非线性系统稳定分析
- 9.4 Luré非线性系统与绝对稳定性分析
- 9.4.1 Luré非线性系统描述和基本概念
- 9.4.2 Luré非线性系统的经典圆盘稳定判据
- 9.4.3 基于复放缩Nyquist轨迹的圆盘稳定判据
- 9.5 习题
- 附录 常用函数的Laplace变换/z－变换对照表
- 参考文献
- 封底
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自动控制原理是2021年由机械工业出版社出版,作者周军 段朝霞 主编。
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