定 价：32 元
丛书名：高等教育轨道交通“十二五”规划教材·机车车辆类
- 作者：齐红元，陈科山，陈广华 编
- 出版时间：2013/8/1
- ISBN：9787512115453
- 出 版 社：北京交通大学出版社
- 中图法分类：O231
- 页码：212
- 纸张：胶版纸
- 版次：1
- 开本：16K
《控制理论基础/高等教育轨道交通“十二五”规划教材·机车车辆类》阐述了古典控制理论基础的基本概念、原理与分类、控制系统基本要求及拉普拉斯变换理论；介绍连续线性系统的时域与频域理论及其各种分析方法。为了克服以往控制系统分析的数学复杂问题，《控制理论基础/高等教育轨道交通“十二五”规划教材·机车车辆类》结合MATLAB软件编程，介绍系统的动态、静态性能与稳定性、系统建模与时频域等分析的仿真实现方法。《控制理论基础/高等教育轨道交通“十二五”规划教材·机车车辆类》针对“机械设计制造及其自动化（机车车辆方向）”网络课程要求配有课程电子课件。
《控制理论基础/高等教育轨道交通“十二五”规划教材·机车车辆类》适合用作高等学校机械、化工、航天航空、自动化、仪表等相关专业的教材，也可作为从事控制工程应用和研究的工程技术人员的参考书。
以控制理论为基础的自动控制技术已经广泛应用于工业生产、交通运输和国防建设的各个工程领域，并解决了一系列高科技难题，诸如高速机车、宇宙航行、航空航天工程、导弹制导与防御体系等领域的一些高精度控制问题。控制理论基础是工科各专业的一门重要的技术基础理论课程，已成为高等教育多学科共同的专业基础课程。
在本教材的结构设计中，为了克服以往在时域与频域等分析中难以理解的数学问题，将课程基础理论与工程数学、系统网络课件构建、MATLAB软件控制工具箱相结合，进而实现增强学生对控制理论理解认识能力的目的。
《控制理论基础》能够较全面系统地介绍控制理论的基本内容，并注重基本理论、基本概念和基本分析方法的阐述。全书共分5章，阐述经典控制基本理论与分析方法，主要内容包括：控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹分析法与频率响应法等。
第1章是绪论，介绍了控制理论基础的基本概念，在分析诸多控制对象的基础上，提出了控制系统的概念、技术术语及分类，同时简述了控制理论及其工业应用的发展过程。
第2章是控制理论的数学建模方法，主要介绍连续线性系统建模的数学基础——拉普拉斯变换（简称拉氏变换）及其反变换的方法，基于拉氏变换的线性微分方程的求解方法；传递函数概念与性质、系统框图、流程图及其等效转换、梅逊增益公式及MATLAB工具软件的分析方法。
第3章是控制系统时域分析，以输入为典型信号示例，讲解代数稳定判据、稳态误差分析计算、扰动误差及减小稳态误差的方法，同时将详细介绍运用MATLAB软件时域分析与仿真的方法。
第4章是根轨迹分析法，介绍闭环特征根轨迹绘图方法，并简述采用MATI。AB软件实现根轨迹仿真的编程方法。
第5章是频率响应法，频率响应法是在工程中广泛应用的方法之一，本章主要介绍频率响应、频率特性概念、频率特性绘制、频率特性系统性能分析方法与设计控制系统方法，并简述MATLAB软件绘制的编程方法。
本书由齐红元、陈科山、陈广华编写，具体分工如下：第1章和各章MATLAB部分由齐红元执笔；第2、3章由陈科山、齐红元执笔；第4、5章由陈广华、齐红元执笔。此外，研究生戚兴刚、杜叶挺、任尚杰、赵龙、何喆、张增杰、李超然等同学参与了本书程序运行、打字、绘图、排版工作，对于他们给予的大力帮助表示诚挚的谢意。
第1章 控制系统的基本概念
1.1 控制理论概述
1.1.1 控制理论发展历史
1.1.2 控制理论常用术语与应用实例
1.1.3 控制系统面临的问题
1.1.4 控制理论基础的特点
1.2 控制理论基础的基本概念
1.2.1 控制理论的基本原理
1.2.2 控制系统的控制方式
1.2.3 控制系统的组成
1.2.4 控制系统实例分析
1.3 控制系统的分类
1.3.1 按输入信号变化的规律分类
1.3.2 按系统传输信号对时间的关系分类
1.3.3 按系统的输出量和输入量间的关系分类
1.3.4 按系统中的参数对时间的变化情况分类
1.3.5 按系统中输入输出量个数情况分类
1.4 控制系统的基本要求
1.4.1 系统的稳定性
1.4.2 系统的稳态性能指标
1.4.3 系统的动态性能指标
1.5 控制系统实例分析
1.6 本章小结
1.7 习题1
第2章 控制瑷论的数学建模方法
2.1 控制理论的数学基础
2.1.1 拉氏变换
2.1.2 典型输入信号的拉氏变换
2.1.3 拉氏变换的性质
2.1.4 拉氏反变换
2.2 数学模型的建立
2.2.1 动态微分方程的编写
2.2.2 非线性数学模型线性化
2.2.3 传递函数的编写
2.2.4 控制系统的动态结构图
2.2.5 动态结构图的等效变换和简化
2.2.6 信号流图
2.3 本章小结
2.4 习题2
第3章 控制系统时域分析
3.1 典型输入信号
3.2 一阶系统的时域分析
3.2.1 一阶系统的数学模型
3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应
3.2.3 一阶系统的冲激响应
3.2.4 一阶系统的单位速度响应
3.3 二阶系统的阶跃响应
3.3.1 典型二阶系统暂态响应
3.3.2 二阶系统暂态响应的性能指标
3.4 高阶系统的暂态响应
3.5 系统的代数稳定判据
3.5.1 稳定性及其充分必要条件
3.5.2 劳斯稳定判据
3.5.3 胡尔维茨判据
3.6 稳态误差
3.6.1 给定稳态误差与误差系数
3.6.2 扰动稳态误差
3.6.3 减小稳态误差的方法
3.7 本章小结
3.8 习题3
第4章 根轨迹分析法
4.1 根轨迹法的基本概念
4.1.1 根轨迹概念
4.1.2 闭环零点、极点与开环零点、极点的关系
4.1.3 根轨迹方程
4.2 根轨迹法的一般步骤
4.3 绘制根轨迹的基本法则
4.4 控制系统根轨迹的绘制
4.5 广义根轨迹
4.5.1 参数根轨迹
4.5.2 零度根轨迹
4.6 线性系统的根轨迹分析方法
4.6.1 主导极点的概念
4.6.2 控制系统的稳定性分析
4.6.3 揎制系统的暂态性能分析
4.6.4 控制系统的稳态性能分析
4.6.5 开环零点、极点分布对系统性能的影响
4.6.6 利用MATLAB绘制系统的根轨迹
4.7 本章小结
4.8 习题4
第5章 频率响应法
5.1 频率响应的概念
5.2 频率特性的图形表示方法
5.2.1 频率特性曲线
5.2.2 幅相频率特性曲线
5.2.3 对数频率特性曲线
5.3 典型环节的频率特性
5.3.1 比例环节的频率特性
5.3.2 惯性环节的频率特性
5.3.3 积分环节的频率特性
5.3.4 微分环节的频率特性
5.3.5 振荡环节的频率特性
5.3.6 时滞环节的频率特性
5.3.7 最小相位环节和非最小相位环节
5.4 系统的开环频率特性
5.4.1 系统的开环频率特性的图形表示方法
5.4.2 系统的开环幅相特性曲线的绘制
5.4.3 系统的开环对数特性曲线的绘制
5.5 奈奎斯特稳定判据
5.5.1 辅助函数
5.5.2 映射定理
5.5.3 奈奎斯特稳定判据
5.5.4 奈奎斯特稳定判据的应用
5.5.5 对数稳定判据
5.5.6 稳定裕度
5.6 利用开环频率特性分析系统的性能
……
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