自动控制原理PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

自动控制原理PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 概述1

1.1 自动控制理论的发展及趋势1

目录1

1.2 开环控制与闭环控制2

1.3 对自动控制系统的基本要求4

1.3.1 稳定性4

1.3.2 精确性5

1.3.3 快速性5

1.4.3 系统综合6

1.5.2 例题分析与工程实例6

1.5 学生自读6

1.5.1 学习目标6

1.4.2 系统分析6

1.4.1 建模6

1.4 本书梗概6

1.5.3 本章小结9

习题19

第2章 控制系统及其组成环节的数学模型11

2.1 数学模型的类型及建模方法11

2.1.1 数学模型的几种类型11

2.1.2 数学模型建立的一般方法11

2.2 系统的微分方程数学模型的建立11

2.3 控制系统的传递函数模型15

2.3.1 传递函数15

2.3.2 控制系统中的典型环节17

2.3.3 系统方块图21

2.3.4 信号流图27

2.3.5 梅逊公式31

2.4 利用Matlab建立控制系统模型32

2.5 学生自读36

2.5.1 学习目标36

2.5.2 例题分析与工程实例36

2.5.3 本章小结38

习题239

第3章 控制系统的时域分析法42

3.1 控制系统的过渡过程形式及性能指标42

3.1.1 控制系统的输入信号42

3.1.2 控制系统过渡过程的性能指标43

3.2 一阶系统的动态响应44

3.2.1 单位阶跃响应45

3.2.2 单位斜坡响应46

3.2.3 单位脉冲响应47

3.3 二阶系统的动态响应48

3.3.1 二阶系统数学模型的标准形式48

3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应49

3.3.3 二阶欠阻尼系统过渡过程的性能指标52

3.4 高阶系统的动态响应56

3.4.1 高阶系统的解析分析56

3.4.2 高阶系统的降阶近似分析58

3.5 控制系统的稳态误差分析59

3.5.1 稳态误差与系统类型60

3.5.2 给定稳态偏差分析61

3.5.3 扰动稳态偏差分析64

3.6 控制系统的稳定性分析65

3.6.1 系统稳定性的概念及条件65

3.6.2 劳斯稳定判据66

3.6.3 劳斯稳定判据的应用70

3.7 应用Matlab分析控制系统的性能71

3.8 学生自读75

3.8.1 学习目标75

3.8.2 例题分析与工程实例75

3.8.3 本章小结79

习题380

第4章 根轨迹分析82

4.1 根轨迹的概念82

4.1.1 根轨迹引入的背景82

4.1.2 根轨迹的概念82

4.1.3 闭环零、极点与开环零、极点的关系83

4.2 根轨迹绘制的基本法则84

4.1.4 根轨迹方程84

4.3 广义根轨迹89

4.3.1 参数根轨迹89

4.3.2 零度根轨迹的绘制法则90

4.4 利用根轨迹图分析系统性能91

4.4.1 根轨迹图上的闭环零、极点与时间响应的关系91

4.4.2 系统性能定性分析的原则93

4.4.3 举例94

4.5 利用Matlab绘制系统的根轨迹95

4.6 学生自读98

4.6.1 学习目标98

4.6.2 例题分析与工程实例98

4.6.3 本章小结101

习题4101

5.1.1 频率特性103

第5章 频率特性分析法103

5.1 频率特性及其图示法103

5.1.2 频率特性的极坐标图107

5.1.3 典型环节的伯德（Bode）图示法113

5.2 奈奎斯特（Nyquist）稳定判据125

5.2.1 柯西定理125

5.2.2 奈奎斯特稳定判据126

5.2.3 奈奎斯特轨迹穿过F（s）奇点情况130

5.2.4 奈奎斯特稳定判据的物理意义131

5.3 稳定裕度及其分析方法132

5.3.1 稳定裕度的基本概念132

5.3.2 系统稳定裕度与系统性能指标的关系134

5.3.3 系统的带宽134

5.3.4 稳定裕度的分析方法135

5.4 闭环频率特性及其分析方法137

5.4.1 开环频率特性与闭环频率特性137

5.4.2 闭环频率特性分析方法138

5.5 应用Matlab进行频率特性分析140

5.6 学习自读142

5.6.1 学习目标142

5.6.2 例题分析与工程实例142

5.6.3 本章小结147

习题5148

第6章 线性系统的校正方法150

6.1 系统校正的问题和校正装置150

6.1.1 性能指标及互换150

6.1.2 校正方式152

6.1.3 常用校正装置及其特性153

6.1.4 PID控制器155

6.2 频率域上的校正方法156

6.2.1 串联超前校正156

6.2.2 串联滞后校正157

6.2.3 串联滞后-超前校正158

6.2.4 并联校正159

6.3 时域上的校正方法159

6.3.1 串联校正160

6.3.2 并联校正166

6.3.3 一般二次型校正装置的设计167

6.3.4 PID控制器的理论设计170

6.4.1 前馈校正的第一种形式171

6.4 前馈校正和复合校正171

6.4.2 前馈校正的第二种形式172

6.4.3 前馈滤波器问题172

6.4.4 复合校正173

6.5 Matlab在系统校正中的应用173

6.6 学生自读175

6.6.1 学习目标175

6.6.2 例题分析与工程实例175

6.6.3 本章小结179

习题6179

第7章 状态空间分析设计方法181

7.1 线性系统的状态空间数学模型181

7.1.1 系统状态空间表达的基本概念181

7.1.3 由机理分析建立状态空间表达式182

7.1.2 线性系统的状态空间描述182

7.1.4 由微分方程建立状态空间表达式184

7.1.5 由传递函数建立状态空间表达式187

7.1.6 状态空间表达式与传递函数矩阵187

7.2 系统的状态空间运动分析189

7.2.1 线性定常系统状态运动分析189

7.2.2 矩阵指数函数eAt191

7.3 线性定常系统的能控性与能观测性193

7.3.1 基本概念194

7.3.2 能控性与能观测性判据196

7.3.3 单输入单输出系统的能控／能观测标准形202

7.3.4 结构分解204

7.4.1 状态反馈与输出反馈210

7.4 线性系统的状态反馈与极点配置210

7.4.2 状态反馈极点配置212

7.4.3 输出反馈极点配置215

7.5 状态观测器的设计216

7.5.1 全维观测器的设计216

7.5.2 最小阶观测器220

7.5.3 具有观测器的状态反馈控制系统223

7.6 Matlab在状态空间分析中的应用226

7.7 学生自读234

7.7.1 学习目标234

7.7.2 例题分析与工程实例234

7.7.3 本章小结240

习题7240

第8章 采样控制系统分析方法243

8.1 采样控制系统概述243

8.2.1 采样器与采样过程244

8.2 信号的采样与保持244

8.2.2 采样过程的数学描述245

8.2.3 采样定理及采样保持247

8.3 采样信号的Z变换251

8.3.1 采样信号的Z变换251

8.3.2 Z变换的基本性质254

8.3.3 Z反变换257

8.4 离散系统的数学模型260

8.4.1 微分方程的离散化260

8.4.2 连续状态方程的离散化261

8.4.3 脉冲传递函数263

8.5.2 差分方程和离散状态方程之间的转换271

8.5.1 差分方程和脉冲传递函数之间的转换271

8.5 采样系统的数学模型之间的相互转换271

8.5.3 离散状态方程和脉冲传递函数之间的转换273

8.6 采样系统的性能分析277

8.6.1 稳定性分析277

8.6.2 稳态特性分析281

8.6.3 动态特性分析283

8.7 Matlab在离散系统中的应用286

8.8 学生自读289

8.8.1 学习目标289

8.8.2 例题分析与工程实例289

8.8.3 本章小结292

习题8293

9.1 概述295

9.1.1 研究非线性系统的意义295

第9章 非线性控制系统295

9.1.2 非线性系统的一般特征296

9.1.3 模型线性化296

9.1.4 典型非线性环节及其影响298

9.1.5 非线性系统的研究方法及特点299

9.2 描述函数方法301

9.2.1 描述函数的概念302

9.2.2 典型非线性环节描述函数的计算302

9.2.3 描述函数分析方法306

9.3 相平面方法311

9.3.1 相平面及相轨迹的特点311

9.3.2 相轨迹的绘制方法312

9.3.3 线性二阶系统的相轨迹313

9.3.4 非线性系统相平面分析316

9.4.1 李亚普诺夫意义下的稳定性317

9.4 李亚普诺夫稳定性理论317

9.4.2 李亚普诺夫稳定性理论319

9.4.3 线性系统的李亚普诺夫稳定性分析322

9.5 应用Matlab分析非线性系统323

9.6 学生自读327

9.6.1 学习目标327

9.6.2 例题分析与工程实例327

9.6.3 本章小结330

习题9331

附录1 数学基础333

附录2 根轨迹绘制法则的证明336

附录3 Matlab基础知识340

部分习题答案350

参考文献359