了得網研究生_21世紀高等學校規劃教材自動控制理論

內容簡介

《自動控制理論》為21世紀高等學校規劃教材。全書共分10章，包括經典控制理論和現代控制理論兩大部分。經典控制理論主要闡述了自動控制繫統的基本概念，控制繫統的數學模型，線性控制繫統的時域分析法、根軌跡法、頻域分析法及校正方法；對線性離散繫統的基礎理論、數學模型、穩定性及穩態誤差、動態性能分析以及*少拍設計等問題，進行了比較詳細的討論；在非線性控制繫統分析方面，給出了相平面和描述函數兩種常用的分析方法。現代控制理論主要闡述了控制繫統的狀態空間模型及建立方法，對控制繫統進行定量分析即狀態方程求解和定性分析，包括能控性分析和能觀測性分析，主要討論在狀態空間設計中兩種常用的設計方法——狀態反饋和輸出反饋，以及狀態反饋的實現問題，即狀態觀測器的設計。*後討論線性定常連續繫統的穩定性分析方法，即李亞普諾夫第二法。《自動控制理論》可作為普通高等學校電氣信息類以及高職高專自動化類相關專業教材，還可作為從事自動控制繫統工程技術人員的參考用書。

前言第1章緒論1.1 引言1.2 自動控制繫統的基本原理與結構1.3 自動控制繫統的分類1.4 對自動控制繫統的基本要求1.5 自動控制繫統舉例習題第2章控制繫統的數學模型2.1 引言2.2 繫統微分方程的建立2.3 傳遞函數2.4 繫統的結構圖和傳遞函數2.5 信號流圖及梅遜公式2.6 非線性數學模型的線性化2.7 控制繫統數學模型的建立與轉換方法習題第3章控制繫統的狀態空間模型3.1 狀態與狀態空間3.2 狀態方程與輸出方程3.3 狀態空間模型與輸入一輸出模型之間的關繫3.4 利用狀態空間模型求解線性定常繫統3.5 利用Matlab分析狀態空間模型習題第4章線性繫統的時域分析4.1 典型輸入信號和時域性能指標4.2 一階繫統的時域響應分析4.3 二階繫統的時域響應分析4.4 高階繫統的時域分析4.5 控制繫統的穩定性分析4.6 控制繫統的穩態誤差4.7 利用Matlab進行時域分析習題第5章根軌跡法5.1 根軌跡的基本概念5.2 繪制根軌跡的基本法則5.3 廣義根軌跡5.4 按根軌跡分析控制繫統5.5 利用Matlab進行根軌跡分析習題第6章線性繫統的頻域分析法6.1 頻率特性6.2 典型環節的頻率特性6.3 小相位繫統與非小相位繫統6.4 開環頻率特性曲線的繪制6.5 頻率穩定判據6.6 相對穩定性分析6.7 頻率特性與控制繫統性能的關繫6.8 利用Matlab繪制頻域響應圖及分析頻域穩定性習題第7章控制繫統的校正7.1 繫統的設計與校正問題7.2 基本控制規律簡介7.3 常用校正裝置及其特性7.4 串聯校正7.5 反饋校正7.6 復合校正7.7 利用Matlab進行繫統設計習題第8章線性控制繫統的狀態空間分析與設計8.1 狀態方程的標準形8.2 線性定常連續繫統的能控性8.3 線性定常連續繫統的能觀測性8.4 控制繫統的結構分解8.5 能控標準形和能觀測標準形8.6 狀態反饋與輸出反饋8.7 閉環繫統的極點配置8.8 狀態觀測器設計8.9 帶有狀態觀測器的狀態反饋繫統8.1 0李亞普諾夫穩定性分析8.1 1利用Matlab進行狀態空間分析與設計習題第9章離散控制繫統9.1 引言9.2 信號的采樣與保持9.3 z變換與z反變換9.4 離散繫統的數學模型9.5 離散繫統的性能分析9.6 少拍采樣控制繫統的設計習題第10章非線性控制繫統10.1 典型非線性特性10.2 描述函數法10.3 用描述函數分析非線性控制繫統10.4 相平面法10.5 非線性繫統的相平面分析10.6 利用Matiab進行非線性繫統分析習題參考文獻

前言

自動控制理論是研究自動控制共同規律的技術基礎科學，在工程、軍事以及社會經濟的各個領域有著廣泛的應用。它的早期是以反饋理論為基礎的自動調節原理；由於在軍事和航空中的成功應用，第二次世界大戰後形成了完整的經典控制理論體繫。20世紀60年代，隨著現代應用數學和計算機技術的發展，以及科技和經濟的發展，逐漸形成了現代控制理論體繫；目前，自動控制理論已進人大繫統理論和智能控制理論的新階段。這就使得“自動控制理論”課程具有理論概念強、工程背景深厚、強調方法論教育的特點。本書是編者結合自己多年從事自動控制理論教學的經驗，參閱並吸取了大量國內外優秀教材，根據學校教學改革的需要，同時為了滿足研究生入學考試的需要編寫而成。本書共分10章。第1章緒論主要介紹了自動控制繫統的基本原理和結構，自動控制繫統的分類，以及對自動控制繫統的要求等。使學生對有關自動控制的概念有一定的了解，為後面內容的學習奠定基礎。第2章介紹了控制繫統的數學模型，首先根據電路原理建立微分方程，再轉化成傳遞函數，對於復雜繫統，采用結構圖化簡和梅森公式求傳遞函數。後利用Matlab仿真軟件建立控制繫統的數學模型。第3章和第8章采用狀態空間法，首先建立繫統的狀態空間模型，然後對繫統的狀態空間進行分析和設計。第4、5、6章介紹了線性定常連續繫統的分析方法，即時域法、根軌跡法和頻域法。第7章介紹了線性繫統的校正方法，包括串聯校正、反饋校正和復合校正。第9章介紹了離散繫統的基本理論，數學模型，性能分析和少拍繫統的設計等。第10章介紹了非線性繫統的兩種分析方法，相平面法和描述函數法，全書內容精煉，理論闡述深入淺出，突出物理概念，結合工程實踐，便於應用。本書由遼寧工業大學王立紅和長春工程學院張允主編。其中，第1、2、4、6、9章由長春工程學院張允編寫，第3章和第8章由遼寧工業大學王立紅編寫，第5章由長春工程學院李琳娜編寫，第7章和第10章由長春工程學院梁春暉編寫。本書由浙江工業大學王萬良教授審閱，提出了諸多寶貴意見，在此表示衷心的感謝。由於作者水平有限，編寫時間倉促，書中難免存在錯誤和不當之處，懇請廣大讀者給予批評指正。

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