了得網研究生_自動控制原理第3版

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自動控制原理第3版
該商品所屬分類：研究生 -> 工學
【市場價】	662-960元
【優惠價】	414-600元
【作者】	孟華
【所屬類別】	圖書教材研究生/本科/專科教材工學
【出版社】	機械工業出版社
【ISBN】	9787111732341
【折扣說明】	一次購物滿999元台幣免運費+贈品一次購物滿2000元台幣95折+免運費+贈品一次購物滿3000元台幣92折+免運費+贈品一次購物滿4000元台幣88折+免運費+贈品
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內容介紹

開本：16開

紙張：膠版紙

包裝：平裝-膠訂

是否套裝：否

國際標準書號ISBN：9787111732341

叢書名：普通高等教育“十一五”國家級規劃教材

作者：孟華

出版社：機械工業出版社

出版時間：2019年09月

內容簡介

本書較全面地闡述了經典控制理論的基本概念、分析方法及其應用。全書共分8章，主要介紹了自動控制的基本概念、控制繫統數學模型的建立方法，全面闡述了線性定常連續繫統的時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法以及線性控制繫統的校正，詳細討論了線性離散控制繫統和非線性繫統的分析方法。
本書的特點是：基本概念清晰，講解深入淺出、圖文並茂、精練嚴謹；應用MATLAB及控制繫統工具箱進行計算機輔助教學，提供仿真程序及二維碼演示視頻，便於讀者理解和掌握相關知識點；結合工程實際選擇應用案例，編寫了豐富的例題和習題，同時給出完整的解題步驟及習題參考答案；新增的每章小結簡明精要，幫助讀者歸納與總結。
本書可作為普通高校自動化、電氣工程及其自動化、測控、機械設計制造及其自動化等專業本科生的教材，亦可供從事自動化技術工作的科技人員自學與參考。
本書配有以下教學資源：電子課件、演示視頻和仿真代碼，歡迎選用本書作教材的教師登錄www.cmpedu.com注冊後下載，或發郵件至jinacmp@163.com索取。

〖1〗自動控制原理第3版前言〖2〗Ⅴ目錄前言
第1章自動控制的基本概念1
1.1概述1
1.2自動控制的基本原理2
1.2.1自動控制繫統舉例2
1.2.2自動控制繫統的構成4
1.3自動控制繫統的基本控制方式6
1.3.1開環控制6
1.3.2閉環控制6
1.3.3復合控制7
1.4自動控制繫統的分類7
1.4.1按輸入信號特征分類7
1.4.2按繫統數學模型分類7
1.4.3按時間變量特性分類8〖1〗自動控制原理第3版前言〖2〗Ⅴ目錄前言
第1章自動控制的基本概念1
1.1概述1
1.2自動控制的基本原理2
1.2.1自動控制繫統舉例2
1.2.2自動控制繫統的構成4
1.3自動控制繫統的基本控制方式6
1.3.1開環控制6
1.3.2閉環控制6
1.3.3復合控制7
1.4自動控制繫統的分類7
1.4.1按輸入信號特征分類7
1.4.2按繫統數學模型分類7
1.4.3按時間變量特性分類8
1.4.4按繫統參數特性分類9
1.5對控制繫統性能的基本要求9
1.5.1穩定性10
1.5.2快速性10
1.5.3準確性10
1.6MATLAB在控制繫統研究中的應用11
本章小結12
習題13
第2章控制繫統的數學模型14
2.1概述14
2.2控制繫統微分方程的建立15
2.2.1典型控制繫統的數學模型15
2.2.2非線性微分方程的線性化21
2.3傳遞函數23
2.3.1傳遞函數的概念和性質24
2.3.2典型環節的傳遞函數26
2.4控制繫統的結構圖與信號流圖30
2.4.1結構圖的概念30
2.4.2控制繫統結構圖的建立31
2.4.3結構圖的等效變換33
2.4.4信號流圖40
2.4.5梅遜公式43
2.5控制繫統的傳遞函數45
2.6控制繫統數學模型的MATLAB描述47
2.6.1MATLAB中傳遞函數的描述
方法47
2.6.2MATLAB中的模型連接函數50
2.6.3利用MATLAB的符號運算
求取傳遞函數51
2.6.4應用Simulink求控制繫統的
傳遞函數52
本章小結54
習題54
第3章時域分析法59
3.1概述59
3.2瞬態響應59
3.2.1典型輸入信號60
3.2.2一階繫統的瞬態響應61
3.2.3二階繫統的瞬態響應63
3.2.4時域性能指標68
3.2.5瞬態響應分析69
3.2.6線性定常繫統的重要特性73
3.2.7高階繫統的近似分析74
3.3穩定性76
3.3.1穩定性的基本概念76
3.3.2勞斯判據80
3.3.3赫爾維茨判據84
3.4穩態誤差分析86
3.4.1穩態誤差的概念86
3.4.2穩態誤差的計算87
3.4.3降低穩態誤差的主要措施93
3.5應用MATLAB進行控制繫統
時域分析95
3.5.1繫統的瞬態響應分析95
3.5.2繫統的穩定性分析98
3.5.3繫統的穩態誤差分析99
本章小結102
習題102
第4章根軌跡分析法105
4.1概述105
4.2根軌跡的概念105
4.3根軌跡的繪制108
4.3.1繪制根軌跡的基本規則108
4.3.2根軌跡繪制舉例117
4.4廣義根軌跡的繪制122
4.4.1參變量根軌跡的繪制122
4.4.2正反饋繫統根軌跡的繪制124
4.5控制繫統的根軌跡分析126
4.5.1性能指標在s平面上的表示126
4.5.2開環零、極點對根軌跡的影響127
4.5.3閉環零、極點分布與繫統
性能的關繫130
4.6利用MATLAB繪制根軌跡圖133
本章小結137
習題138
第5章頻域分析法140
5.1概述140
5.2頻率特性140
5.2.1頻率特性的基本概念140
5.2.2頻率特性的求取141
5.3頻率特性的圖示方法144
5.3.1極坐標圖144
5.3.2對數坐標圖150
5.3.3對數幅相圖158
5.4頻域穩定性判據159
5.4.1映射定理159
5.4.2奈奎斯特穩定判據160
5.5控制繫統的穩定裕量165
5.5.1穩定裕量的定義165
5.5.2穩定裕量的計算167
5.5.3穩定裕量與瞬態性能指標
之間的關繫169
5.6控制繫統的閉環頻率特性171
5.6.1閉環頻率特性曲線的繪制171
5.6.2閉環頻域性能指標175
5.6.3閉環頻域性能指標與瞬態性能
指標之間的關繫176
5.7利用MATLAB進行控制繫統頻域
分析178
5.7.1頻域分析法相關函數178
5.7.2應用舉例179
本章小結182
習題182
第6章線性控制繫統的校正186
6.1概述186
6.2校正裝置及其特性187
6.2.1無源校正裝置188
6.2.2有源校正裝置192
6.2.3PID調節器193
6.3串聯校正194
6.3.1串聯超前校正195
6.3.2串聯滯後校正197
6.3.3串聯滯後-超前校正200
6.4反饋校正202
6.4.1反饋校正的原理及特點203
6.4.2反饋校正及其參數確定204
6.5復合校正207
6.5.1復合校正的原理及特點207
6.5.2復合校正及其參數確定207
6.6應用MATLAB進行繫統校正209
6.6.1應用MATLAB程序進行
繫統校正210
6.6.2Simulink環境下的繫統
設計和校正211
6.6.3Simulink環境下的物理
模型校正設計213
本章小結215
習題215
〖1〗Ⅵ自動控制原理第3版目錄〖2〗Ⅶ第7章離散控制繫統217
7.1概述217
7.2采樣過程與采樣定理219
7.2.1采樣過程及其數學描述219
7.2.2采樣定理220
7.2.3信號的保持222
7.3Z變換理論224
7.3.1Z變換定義和性質224
7.3.2Z變換方法227
7.3.3Z反變換方法230
7.4離散控制繫統的數學描述233
7.4.1線性常繫數差分方程233
7.4.2脈衝傳遞函數235
7.5離散控制繫統的穩定性分析及
瞬態響應244
7.5.1穩定性分析244
7.5.2瞬態響應248
7.5.3離散控制繫統的穩態誤差249
7.6離散繫統的數字控制器設計251
7.7MATLAB在離散控制繫統中的應用256
7.7.1離散繫統數學模型的建立257
7.7.2MATLAB中的離散控制繫統
分析函數258
本章小結262
習題262
第8章非線性繫統分析265
8.1概述265
8.2非線性繫統的特點266
8.2.1典型非線性特性266
8.2.2非線性繫統的運動特點267
8.3相平面法269
8.3.1相平面的基本概念269
8.3.2相平面圖的繪制270
8.3.3奇點和極限環274
8.3.4相平面分析舉例277
8.4描述函數法281
8.4.1描述函數的基本概念281
8.4.2典型非線性特性的描述函數283
8.4.3用描述函數法分析非線性繫統287
8.5MATLAB在非線性控制繫統
分析中的應用295
8.5.1應用MATLAB/Simulink繪制
非線性繫統相軌跡圖295
8.5.2利用MATLAB分析非線性繫統的
穩定性及自激振蕩298
本章小結301
習題301
附錄部分習題參考答案304
參考文獻311

前言

在工業生產和科學技術的發展過程中，自動控制起著極其重要的作用。自動控制作為一種技術手段，不僅提高了勞動生產率和產品質量，改善了人們的勞動條件和生活環境，而且在人類征服自然、探索新能源、開發太空等方面都做出了極其重大的貢獻。
自動控制理論的發展初期是以反饋理論為基礎的自動調節原理，隨著科學和技術的進步，現已發展成為一門獨立的學科。根據自動控制理論發展的不同階段，自動控制理論一般可分為“經典控制理論”和“現代控制理論”兩大部分。經典控制理論也稱古典控制理論，主要研究單輸入和單輸出、線性、定常繫統，以及具有典型非線性環節繫統的分析和設計方法；現代控制理論主要研究多輸入和多輸出、線性或非線性、定常或時變繫統的分析和設計方法。本書介紹的是“經典控制理論”部分。
自動控制原理是自動化學科的重要理論基礎，主要研究自動控制繫統中的基本概念、基本原理和基本方法，是一門理論性較強的課程。本書是根據目前本科院校自動化專業“自動控制原理”課程的教學大綱，且以作者30餘年的教學講義為基礎，廣泛參考國內外優秀教材，集全體參編者多年教學經驗編寫而成的，主要供自動化專業及其他電氣信息類專業的本科生使用。在工業生產和科學技術的發展過程中，自動控制起著極其重要的作用。自動控制作為一種技術手段，不僅提高了勞動生產率和產品質量，改善了人們的勞動條件和生活環境，而且在人類征服自然、探索新能源、開發太空等方面都做出了極其重大的貢獻。
自動控制理論的發展初期是以反饋理論為基礎的自動調節原理，隨著科學和技術的進步，現已發展成為一門獨立的學科。根據自動控制理論發展的不同階段，自動控制理論一般可分為“經典控制理論”和“現代控制理論”兩大部分。經典控制理論也稱古典控制理論，主要研究單輸入和單輸出、線性、定常繫統，以及具有典型非線性環節繫統的分析和設計方法；現代控制理論主要研究多輸入和多輸出、線性或非線性、定常或時變繫統的分析和設計方法。本書介紹的是“經典控制理論”部分。
自動控制原理是自動化學科的重要理論基礎，主要研究自動控制繫統中的基本概念、基本原理和基本方法，是一門理論性較強的課程。本書是根據目前本科院校自動化專業“自動控制原理”課程的教學大綱，且以作者30餘年的教學講義為基礎，廣泛參考國內外優秀教材，集全體參編者多年教學經驗編寫而成的，主要供自動化專業及其他電氣信息類專業的本科生使用。
本書於2007年作為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材首次出版，2013年修訂出版了《自動控制原理》第2版。為了適應自動控制技術和控制理論發展以及現代化教學的需要，我們在第2版的基礎上再次進行了修訂。本次修訂保持了原書的總體結構，力求基本概念清晰，深入淺出，強調繫統性和邏輯性，側重於工程繫統的設計和應用。對其中部分章節的內容，特別是例題和習題做了較多的補充和細化，且在每章後增加了本章小結，便於讀者學習。
鋻於近年來MATLAB在理工科教學中的廣泛應用，為自動控制繫統的分析和設計帶來了極大的方便，本書引入了MATLAB軟件包應用技術，結合自動控制理論的基本概念和分析方法的講解，對每章的內容應用MATLAB及控制繫統工具箱進行計算機輔助分析和設計。該部分在本次修訂時也做了較多的補充，且增加了視頻素材，以利於讀者很好地掌握控制理論與應用技術，提高綜合分析問題和解決問題的能力。
本書豐富了上一版的例題和習題，繼續提供部分習題參考答案，便於讀者自學。
全書由8章及附錄組成，主要內容分為4大部分：第一部分包括基本概念、線性繫統數學模型的建立、時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法、控制繫統的校正等，這些均為線性定常連續繫統所涉及的內容，闡述了自動控制繫統的模型、分析和設計3個方面的基本問題，並應用MATLAB描述繫統的數學模型，進行繫統分析，在Simulink環境下進行繫統設計和校正；第二部分闡述了以數字控制理論為基礎的離散控制繫統，包括離散控制繫統的數學描述、穩定性分析、穩態誤差計算和數字控制器的設計，介紹了MATLAB在離散控制繫統中的應用方法；第三部分闡述非線性繫統的基本理論和分析方法，主要包括相平面法和描述函數法，以及MATLAB在非線性控制繫統分析中的應用方法。第四部分附錄給出了部分習題參考答案。
本書第1、2和4章由孟華編寫，第3章由曲曉光編寫，第5章由孟華、崔新忠編寫，第6章由崔新忠編寫，第7章由韓敏編寫，第8章由陳波編寫，每章後一節應用MATLAB進行控制繫統分析內容由馬薔編寫，視頻操作由崔新忠制作。全書由孟華統稿。前期參與教材編寫的有王金城、鄧長輝、楊斌，在此表示感謝。
對於本版的錯誤和不妥之處，懇請廣大讀者批評指正。

編者

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