●前言
章 導論
1.1 自動控制理論簡史
1.1.1 蒸汽機離心調速器
1.1.2 穩定性分析的特征多項式繫數法
1.1.3 反饋放大器環路分析與設計理論
1.1.4 經典控制理論的建立及發展
1.1.5 現代控制理論的建立及發展
1.1.6 自動控制理論發展的啟示
1.2 自動控制的基本概念
1.2.1 自動控制問題
1.2.2 自動控制的基本結構
1.2.3 穩定性的概念
1.2.4 反饋控制的特性
1.3 反饋控制基本原理
1.3.1 線性時不變繫統穩定性
1.3.2 反饋減小不確定性
1.3.3 等效擾動模型
1.3.4 反饋改變行為特性
1.4 自動控制繫統性能與分類
1.4.1 自動控制繫統性能指標要求
1.4.2 自動控制繫統的分類
1.5 自動控制理論的重要概念
1.6 學習自動控制理論的重要性
1.7 學習自動控制理論應注意的幾個關繫
習題
第2章 反饋控制繫統的動態模型
2.1 引言
2.2 連續時間繫統的機理建模
2.2.1 線性時不變繫統微分方程模型的列寫
2.2.2 非線性繫統的局部線性化模型
2.3 輸入/輸出描述
2.3.1 典型輸入信號
2.3.2 信號傳輸及繫統響應建模
2.3.3 傳遞函數
2.3.4 典型環節
2.3.5 極點、零點和增益
2.4 繫統互聯
2.4.1 繫統結構圖與模塊化
2.4.2 繫統互聯結構
2.5 信號流圖及直接計算傳遞函數的Mason公式
2.5.1 信號流圖
2.5.2 Mason公式
2.6 閉環繫統的特性函數
2.6.1 閉環繫統傳遞函數
2.6.2 靈敏度函數
2.7 反饋控制繫統的開環特性模型
2.7.1 斷開反饋作用關繫的開環繫統
2.7.2 典型環節表征的開環傳遞函數兩個標準式
2.7.3 Euler恆等式與開環傳遞函數表示的特征方程式
2.7.4 反饋控制繫統臨界穩定的開環幅相特性
2.8 頻率特性函數
2.8.1 頻率響應
2.8.2 Fourier變換和廣義頻率特性
2.8.3 由零點、極點位置和暫態增益作圖計算開環頻率特性
2.8.4 開環頻率特性幅相曲線
2.8.5 相位穿越頻率與增益穿越頻率
2.8.6 開環對數頻率特性
2.8.7 Bode幅相特性關繫式及對數幅頻特性折線圖
2.8.8 靈敏度函數的頻域計算方法
2.9 本質非線性環節的諧波線性化模型
2.9.1 典型的本質非線性環節
2.9.2 非線性控制繫統的特殊性
2.9.3 描述函數模型
2.9.4 典型非線性特性的描述函數
2.9.5 非線性特性的合並
習題
第3章 繫統穩定性分析
3.1 輸入—輸出穩定
3.2 Routh-Hurwitz判據
3.3 繫統穩定性的環路分析
3.3.1 環路分析
3.3.2 相對穩定性與穩定裕度
3.4 Nyquist穩定性理論
3.4.1 幅角原理
3.4.2 Nyquist穩定判據
3.4.3 Nyquist穩定判據的應用
3.4.4 模型攝動的穩定魯棒性
3.5 非線性控制繫統穩定性及自振分析
3.6 基於Bode圖的穩定性分析
3.6.1 對數穩定判據
3.6.2 穩定裕度的計算
習題
第4章 連續時間繫統的性能分析
4.1 控制繫統的性能指標
4.1.1 暫態性能
4.1.2 穩態性能
4.2 典型一階繫統的時域分析
4.2.1 單位階躍響應
4.2.2 單位斜坡響應
4.2.3 單位加速度響應
4.3 典型二階繫統的時域分析
4.3.1 二階繫統的數學模型
4.3.2 暫態性能與阻尼繫數及自然振蕩角頻率的關繫
4.3.3 時域響應
4.3.4 單位斜坡響應
4.3.5 改善二階繫統暫態性能的微分校正控制
4.4 高階繫統分析
4.4.1 高階繫統單位階躍響應
4.4.2 閉環主導極點
4.5 線性繫統的穩態性能
4.5.1 基本概念
4.5.2 繫統類型與穩態誤差的關繫
4.5.3 積分控制與典型輸入的繫統穩態誤差
4.5.4 擾動穩態誤差
4.6 相平面分析
4.6.1 相平面的基本概念
4.6.2 繪制相平面圖的等傾線法
4.6.3 二階線性繫統的奇點和相軌跡
4.6.4 分段線性化繫統的相平面分析
4.7 利用開環頻率特性分析閉環繫統的性能
4.7.1 二階繫統開環頻域指標
4.7.2 二階繫統的閉環頻域指標
4.7.3 開環頻率特性低頻段與穩態誤差的關繫
4.7.4 開環頻率特性中頻段與動態性能的關繫
4.7.5 開環頻率特性高頻段對魯棒性能的影響
4.7.6 增加零點、極點和改變開環增益對控制性能的影響
4.7.7 閉環繫統靈敏度函數幾個特征量
4.7.8 閉環頻域指標
4.8 根軌跡分析法
4.8.1 基本概念
4.8.2 根軌跡的幅值條件及幅角條件
4.8.3 根軌跡的作圖規則
4.8.4 參數根軌跡
4.8.5 增加零/極點對根軌跡的影響
4.8.6 非最小相位繫統的根軌跡
習題
第5章 控制繫統校正與綜合
5.1 引言
5.1.1 校正方式
5.1.2 校正目標
5.1.3 校正思路
5.
內容簡介
章闡明控制繫統的一般概念；第2章講述繫統輸入/輸出模型，微分方程描述、傳遞函數、互聯結構圖、信號流圖、極零圖、Nyquist曲線、Bode圖、典型本質非線性環節等。第3章介紹連續時間繫統穩定性分析，包括線性定常繫統的Routh判據、Nyquist判據、Bode圖分析、穩定裕度計算、根軌跡分析，非線性描述函數分析方法等；第4章介紹控制繫統性能分析，主要包括二階繫統的時頻響應、相平面分析、高階繫統降階模型近似計算和魯棒性分析，穩態性能指標和低頻靈敏度函數計算。第5章論述了滿足繫統“穩、快、準”和魯棒性指標要求的時頻校正方法，並考慮執行器飽和約束、傳感器噪聲能量約束、非很小相位繫統帶寬約束及二自由度控制設計等實際問題。第6章是離散控制繫統的基本理論，包括信號的采樣與保持、差分方程與脈衝傳遞函數、離散繫統暫態和穩態分析，並簡要地介紹線性離散繫統的校正。第7章針對直流電動機控制繫統，詳盡地介紹從建模......
