自动控制原理

本书以反馈控制理论为核心，突出基本概念和基本方法，介绍控制系统的建模方法，线性系统的时域、根轨迹和频域的分析与设计，以及非线性系统和离散控制系统等内容，还将介绍基于MATLAB的控制系统分析、设计和仿真。内容优选新颖，尽可能反映控制学科前沿和相关交叉学科的近期新发展成果；理论紧密联系实际，通过丰富的实例，充实并深化教学内容。

第1章 绪论
1.1 概述
1.1.1 自动控制在国民经济中的作用
1.1.2 自动控制理论的发展
1.2 基本控制方式
1.2.1 基本概念
1.2.2 开环控制
1.2.3 闭环控制
1.2.4 复合控制方式
1.3 自动控制系统的分类
1.4 自动控制系统示例
1.5 自动控制系统的性能要求习题
第2章 控制系统的数学模型
2.1 控制系统的时域数学模型
2.1.1 控制系统的微分方程
2.1.2 控制系统的线性近似
2.2 拉普拉斯变换
2.2.1 拉普拉斯变换的定义
2.2.2 拉普拉斯的常用定理
2.2.3 拉普拉斯反变换
2.2.4 微分方程的求解
2.3 控制系统的复数域数学模型
2.3.1 传递函数的定义和性质
2.3.2 典型环节的传递函数
2.4 控制系统的结构图和信号流图
2.4.1 系统结构图及其等效变换
2.4.2 控制系统的信号流图和梅森公式
2.5 MATLAB在控制系统建模中的应用
习题
第3章 控制系统的时域分析法
3.1 时域分析基础
3.1.1 典型输入信号
3.1.2 典型时间响应
3.1.3 单位阶跃响应的性能指标
3.2 控制系统的时域分析
3.2.1 一阶系统的时域分析
3.2.2 二阶系统的时域分析
3.2.3 改善二阶系统响应的措）沲
3.2.4 高阶系统的时域分析
3.3 控制系统的稳定性分析
3.3.1 系统稳定的概念
3.3.2 稳定的数学条件
3.3.3 线性系统的代数稳定性判据
3.4 控制系统的稳态误差分析
3.4.1 误差与稳态误差
3.4.2 稳态误差的计算
3.4.3 给定输入下的稳态误差计算
3.4.4 干扰作用下的稳态误差计算
3.5 MATLAB在控制系统时域分析中的应用
习题
第4章 控制系统的根轨迹分析法
4.1 根轨迹的基本概念
4.1.1 根轨迹的概念
4.1.2 根轨迹与系统性能
4.1.3 根轨迹的幅值条件和相角条件
4.2 绘制根轨迹的基本法则
4.3 特殊根轨迹
4.3.1 广义根轨迹
4.3.2 零度根轨迹
4.4 系统闭环零极点分布与阶跃响应的、关系
4.4.1 用闭环零极点表示的阶跃响应解析式
4.4.2 闭环零极点分布与阶跃响应的定性关系
4.4.3 主导极点与偶极子
4.5 开环零极点的变化对根轨迹的影响
4.5.1 开环零点的变化对根轨迹的影响
4.5.2 开环极点的变化对根轨迹的影响
4.6 MATLAB在根轨迹法中的应用
习题
第5章 控制系统的频域分析法
5.1 频率特性
5.1.1 频率特性的基本概念
5.1.2 频率特性的图形表示
5.2 控制系统的幅相特性图
5.2.1 典型环节的幅相特性图
5.2.2 开环幅相特性图的绘制
5.3 控制系统的对数频率特性图
5.3.1 典型环节的Bode图
5.3.2 开环系统的Bode图
5.3.3 最小相角系统和非最小相角系统
5.4 频域稳定判据
5.4.1 奈氏判据的数学基础
5.4.2 奈氏判据
5.4.3 对数频率稳定判据
5.5 稳定裕度
5.5.1 相角裕度
5.5.2 幅值裕度
5.6 频率特性分析
5.6.1 应用开环频率特性分析系统的性能
5.6.2 应用闭环频率特性分析系统的性能
5.6.3 开环频域指标和闭环频域指标的关系
5.7 MATLAB在频域分析中的应用
习题
第6章 控制系统的校正
6.1 系统校正的基本概念
6.1.1 性能指标
6.1.2 系统带宽确定
6.1.3 校正方式
6.1.4 基本校正规律
6.1.5 校正方法
6.2 系统串联校正
6.2.1 串联超前校正
6.2.2 串联滞后校正
6.2.3 串联滞后-超前校正
6.2.4 串联校正的期望频率特性综合法
6.3 反馈校正
6.3.1 反馈校正的原理
6.3.2 反馈校正的特点
6.3.3 反馈校正装置的设计
6.4 复合校正
6.4.1 按扰动补偿的复合校正
6.4.2 按输入补偿的复合校正
6.5 MATLAB在系统校正设计中的应用
习题
第7章 离散控制系统
7.1 离散控制系统的基本概念
7.1.1 采样控制系统
7.1.2 计算机控制系统
7.2 信号的采样和复现
7.2.1 采样过程
7.2.2 采样定理
7.2.3 零阶保持器
7.3 z变换理论
7.3.1 z变换定义
7.3.2 z变换方法
7.3.3 z变换性质
7.3.4 z反变换
7.4 离散系统的数学模型
7.4.1 差分方程及其求解
7.4.2 脉冲传递函数
7.4.3 开环系统脉冲传递函数
7.4.4 闭环系统脉冲传递函数
7.5 离散系统的性能分析
7.5.1 离散系统的稳定性分析
7.5.2 离散系统的稳态误差
7.5.3 离散系统的动态性能
7.6 MATLAB在离散系统分析中的应用
习题
习题答案
参考文献