定 价：36 元
丛书名：普通高等教育电气自动化类国家级特色专业系列规划教材
- 作者：颜文俊主编
- 出版时间：2014/6/1
- ISBN：9787030322548
- 出 版 社：科学出版社
- 中图法分类：TP13
- 页码：282
- 纸张：
- 版次：3-3
- 开本：16开
本书共分九章，主要介绍控制理论的基本概念和反馈控制的基本结构、控制系统的数学描述和借助MATLAB工具进行系统建模的方法、时域分析法和控制系统的性能指标及其计算方法、根轨迹法、频率分析法、控制系统的校正方法和控制器的设计思想、PID调节器的设计和参数整定、离散系统的分析和设计、非线性系统的相平面法和描述函数法分析。
本书主要面向机、电类专业的“自动控制理论”本科生教学，对专科和少学时专业可适当调整学时数。
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目录
前言
第一章概论 1
1.1 控制理论发展综述 1
1.2 自动控制系统的结构 2
1.2.1 开环控制系统 2
1.2.2 闭环控制系统 3
1.3 反馈控制系统的组成和术语5
1.4 自动控制系统分类 6
1.4.1 线性控制系统和非线性控制系统 7
1.4.2 恒值控制系统和随动系统 7
1.4.3 连续控制系统和离散控制系统 7
1.5 对控制系统的性能要求和本课程的任务 7
1.5.1 对控制系统性能的要求 7
1.5.2 本课程的基本内容和要求 8
习题 8
第二章控制系统的戴学模型 11
2.1 拉普拉斯变换 11
2.1.1 拉普拉斯变换的定义和存在定理 11
2.1.2 几种典型函数的拉民变换 12
2.1.3 拉普拉斯变换的性质 15
2.1.4 有理分式函数的拉普拉斯反变换 16
2.1.5 用拉普拉斯变换求解微分方程 19
2.2 系统输人-输出的传递函数描述 20
2.3 典型环节传递函数的数学模型 23
2.3.1 比例环节 23
2.3.2 一阶环节 23
2.3.3 积分和微分环节 24
2.3.4 二阶环节 24
2.3.5 时滞环节 24
2.4 用方块图表示的模型 25
2.5 信号流程图与梅森公式 29
2.6 状态空间模型简介 34
2.6.1 状态、状态变量及状态空间方程 35
2.6.2 线性定常控制系统的状态方程描述 36
2.6.3 线性定常系统状态空间表达式的结构图和信号流程图 37
2.6.4 传递函数与状态空间方程之间关系 37
2.7 数学模型的MATLAB 描述 38
2.7.1 连续系统数学模型的MATLAB 表示 38
2.7.2 离散系统数学模型的MAτ工.AB表示 41
2.7.3 控制系统的建模 42
2.7.4 Simulink 建模方法复杂系统的模型处理方法 43
小结 45
习题 46
第三章控制系统的时域分析法 48
3.1 线性系统的稳定性 48
3.1.1 稳定性的基本概念 48
3.1.2 线性系统的稳定性 48
3.1.3 线性系统稳定的充分必要条件 49
3.1.4 劳斯赫尔维丧稳定判据 49
3.2 线性系统稳定性的MATLAB 判定方法" 56
3.3 控制系统的静态误差四
3.3.1 典型输入信号 58
3.3.2 静态误差和误差传递函数 59
3.3.3 静态误差系数 59
3.3.4 动态误差 61
3.4 控制系统的暂态响应性能指标 63
3.5 一阶系统暂态响应 64
3.5.1 一阶系统的单位阶跃响应 64
3.5.2 一阶系统的单位脉冲响应 65
3.5.3 线性寇常系统的重要特性 65
3.6 二阶系统的暂态响应 65
3.6.1 二阶系统的单位阶跃响应 66
3.6.2 二阶系统的暂态响应指标 70
3.6.3 二阶系统的脉冲响应 72
3.7 高阶系统的暂态响应 74
3.8 用MATLAB 进行暂态响应分析 75
3.8.1 线性系统的MAl工AB 表示 75
3.8.2 传递函数系统单位阶跃响应的求法 76
3.8.3 脉冲响应 76
3.8.4 求脉冲响应的另一种方法 77
3.8.5 斜坡响应 77
3.8.6 系统时域响应的直接求取 78
小结 79
习题80
第四章根轨迹法 83
4.1 根轨迹图 83
4.2 绘制根轨迹的数学依据及其性质84
4.2.1 开环传递函数的两种表达式 84
4.2.2 闭环特征方程的几种表达形式 85
4.2.3 绘制根轨迹的数学依据 .85
4.3 绘制根轨迹的一般规则 87
4.3.1 绘制根轨迹规则的阐述 87
4.3.2 绘制根轨迹规则的列表 90
4.4 例题 91
4.5 参数根轨迹和多回路系统的根轨迹 97
4.5.1 参数根轨迹 97
4.5.2 多回路系统的根轨迹 98
4.6 正反馈回路和非最小相位系统根轨迹 99
4.6.1 正反馈回路根轨迹 99
4.6.2 非最小相位系统之根轨迹 100
小结 101
习题 101
第五章频率响应法 104
5.1 频率特性 104
5.l.1 由传递函数求系统的频率响应 104
5.l.2 由实验方法求频率特性 106
5.l.3 频率特性的基本概念 106
5.2 极坐标图 108
5.2.1 典型环节的奈奎斯特曲线 109
5.2.2 开环系统的奈奎斯特图 112
5.3 对数坐标图 116
5.3.1 典型环节的伯德图 117
5.3.2 开环系统的伯德图 123
5.3.3 最小相位系统与非最小相位系统 124
5.3.4 系统开环对数幅频特性与闭环稳态误差的关系 126
5.4 奈奎斯特稳定判据 128
5.4.1 辐角原理 129
5.4.2 奈奎斯特稳定判据 130
5.4.3 奈奎斯特稳定性判据的进一步说明 132
5.5 相对稳定性分析 136
5.5.1 用奈奎斯特图表示相位裕量和帽值裕量 136
5.5.2 用伯德图表示相位裕量和幅值裕量 137
5.5.3 对数幅频特性中频段与系统动态性能的关系 140
5.6 频域性能指标与时域性能指标间的关系 142
5.6.1 开环频率特性中相位裕量与时域性能指标的关系 142
5.6.2 闭环频率特性及其特征量 144
5.6.3 闭环频域特性与时域响应性能指标的关系 146
小结 148
习题 148
第六章自动控制系统的设计 153
6.1 控制系统设计的基本思路 153
6.2 串联校正装置的结构与特性 154
6.2.1 超前校正 154
6.2.2 滞后校正 157
6.2.3 滞后超前校正 159
6.3 基于频率法的串联校正设计 161
6.3.1 超前校正 161
6.3.2 滞后校正 163
6.3.3 滞后-超前校正 165
6.3.4 基于频率法的MATLAB 串联校正设计 167
6.4 基于根轨迹的串联校正设计 169
6.4.1 超前校 169
6.4.2 滞后校正 177
6.4.3 滞后超前校正 179
6.4.4 基于根轨迹的串联校正MATLAB 设计 181
6.5 PID 校正 183
6.5.1 PID 控制器工作原理 184
6.5.2 Zi喀ler-Nichols 整定公式 188
6.6 控制器的极点配置方法 194
小结 196
习题 197
第七章离散系统分析 200
7.1 离散系统引论 200
7.2 连续信号的采样与复现 201
7.2.1 采样过程及其数学描述 201
7.2.2 保持椿 202
7.2.3 采样定理 203
7.3 z 变换 203
7.3.1 z 变换的定义 203
7.3.2 z 变换性质 204
7.3.3 z 变换方法 205
7.4 z 反变换 207
7.5 脉冲传递函数 208
7.5.1 脉冲传递函数的基本概念 208
7.5.2 串联环节的开环脉冲传递函数 210
7.5.3 闭环系统的脉冲传递函数 212
7.6 求离散系统的时域响应 214
7.7 离散系统的稳定性分析 216
7.7.1 离散系统稳定条件 216
7.7.2 离散系统的劳斯稳定判据 217
7.8 离散系统的频率特性分析 218
7.9 采样系统的稳态误差分析 221
7.10 采样控制系统的综合 222
7.10.1 采用连续系统的相似校正方法 222
7.10.2 串联数字校正装置的校正方法 222
7.10.3 最少拍采样控制系统的校 224
小结 225
习题 226
第八章非线性系统分析 228
8.1 非线性系统概述 228
8.1.1 非线性系统数学模型 228
8.1.2 非线性系统与线性系统的比较 228
8.1.3 非线性系统研究方怯 229
8.1.4 典型非线性环节的输入、输出特性 229
8.2 小范围线性近似法 232
8.3 相平面的概念及相轨迹作图方法 234
8.3.1 相平面基本概念 234
8.3.2 相轨迹作图方法 238
8.4 非线性控制系统相平面分析 247
8.5 非线性环节的描述函数 253
8.5.1 描述函数的基本概念 253
8.5.2 典型非线性环节的描述函数 254
8.6 非线性控制系统的描述函数分析 258
8.6.1 非线性系统的稳定性判据 258
8.6.2 自持振蔷幅值与频率的确定 259
8.6.3 含典型非线性环节的控制系统分析.259
小结 261
习题 262
第九章MATLAB 语言简介 266
9.1 系统仿真 266
9.2 MATLAB 集成环境的组成 266
9.3 MATLAB 的应用基础 267
9.3.1 基本操作及命令 267
9.3.2 MAl工AB 函数 269
9.3.3 绘制响应曲线 269
9.3.4 MA1LAB语言的联机帮助功能 271
9.4 经典控制系统分析及设计 272
9.4.1 控制系统模型 272
9.4.2 时域分析 274
9.4.3 根轨迹法 275
9.4.4 频城分析 275
9.4.5 离散系统中常用的MA1LAB 函数 276
9.5 控制系统分析中常用的MATLAB 命令和函数 277
9.6 MATLAB 其他相关工具 279
参考文献 282
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