自动控制

本书针对工科院校普遍开设的自动控制原理课程，系统地阐述了经典控制理论和现代控制理论所涉及的基本内容。作为主要特色之一，本书将这些内容划分为模型篇、分析篇和设计篇三大部分。其中模型篇涵盖了连续时间系统的微分方程与传递函数模型、方框图与信号流图模型、频率特性模型、离散时间系统的差分方程与脉冲传递函数模型，以及作为现代控制理论基石的状态空间模型；分析篇包括连续时间系统的稳定性、瞬态性能、稳态性能分析，以及离散时间系统的性能分析，其中每一种性能分析都用到了多种方法，例如稳定性分析用到了Routh-Hurwitz判据、根轨迹方法、Nyquist判定方法等；设计篇包括连续时间超前/滞后校正网络设计、离散时间数字控制器设计、状态反馈控制器设计、PID控制与鲁棒控制器设计，以及很优控制器设计。本书的另一大特色是全书贯穿了军事装备案例——高炮随动控制系统，包括对该系统各组成部分的介绍、各部件的数学模型以及全系统的数学模型，并在传递函数模型的基础上对系统的进行性能分析和设计，从而将各篇中的基本理论和方法很好地加以运用。本书还注重与当前优选的工具软件相结合，几乎在每章的理论阐述后，都介绍与之相关的Matlab命令或Simulink仿真模块，旨在帮助学生具备以现代手段分析设计控制系统的能力。本书可以作为高等工科院校多个专业（电气、机械、航空航天、自动化、化工等）本科生的自动控制原理课程教材，也可供从事与自动控制系统相关的教师、研究生、科研或工程技术人员参考。

总序
前言
第1章导论
1.1概述
1.1.1自动控制简史
1.1.2自动控制的未来机遇与挑战
1.2自动控制的基本思想
1.2.1自动控制的基本概念
1.2.2开环控制系统
1.2.3闭环控制系统
1.3自动控制系统的类型
1.3.1线性系统与非线性系统
1.3.2定常系统与时变系统
1.3.3连续系统与离散系统
1.3.4单输入单输出(SISO)系统与多输入多输出(MIMO)系统
1.4自动控制系统性能的基本要求
1.5循序渐进实例——高炮随动控制系统简介
1.5.1火炮相关知识
1.5.2高炮随动控制系统简介
习题一
模型篇
第2章微分方程与传递函数模型
2.1线性定常微分方程
2.1.1线性定常微分方程的一般形式
2.1.2线性叠加原理
2.1.3建立线性定常微分方程的步骤
2.2传递函数
2.2.1传递函数的定义
2.2.2关于传递函数的说明
2.2.3基本环节及其传递函数
2.3电气系统
2.3.1电路基本定律和常用电气元件
2.3.2电气系统的数学建模举例
2.4机械系统
2.4.1牛顿定律和常用机械元件
2.4.2机械系统的数学建模举例
2.5相似系统
2.5.1相似系统举例
2.5.2相似系统的优势
2.6非线性系统的线性化
2.6.1非线性系统的线性化方法
2.6.2磁悬浮钢球系统的线性化处理
2.7模型误差
2.8用Matlab处理传递函数
2.8.1传递函数的表示及形式转换
2.8.2传递函数的特征根及零极点分布图
习题二
第3章方框图与信号流图模型
3.1方框图模型
3.1.1方框图的基本组成单元与绘制步骤
3.1.2方框图的等效变换
3.2信号流图
3.2.1信号流图的概念与性质
3.2.2信号流图代数
3.2.3Mason增益公式及其应用
3.3利用Matlab函数或Simulink环境进行系统建模
3.3.1利用Matlab函数进行框图化简
3.3.2利用Simulink环境进行系统建模
习题三
第4章控制系统的频域模型
4.1频率特性的基本概念
4.1.1引言
4.1.2频率特性的定义
4.2频率特性的表示方法
……
第5章差分方程与脉冲传递函数模型
第6章状念空间模型
第7章高炮随动控制系统模型
分析篇
第8章控制系统的稳定性分析
第9章控制系统的瞬态性能分析
第10章控制系统的稳念性能分析
第11章离敞控制系统的性能分析
第12章高炮随动控制系统的性能分析
设计篇
第13章控制系统的校正设计
第14章状念反馈控制器设计
第15章离敞控制系统的设计
第16章PID控制与鲁棒控制
第17章很优控制
第18章高炮随动控制系统的改进
附录ALaplace变换
附求BZ变换
附录C矩阵运算
参考文献