现代控制工程(第5版)

本书为自动控制系统的经典教材， 详细介绍了连续控制系统（包括电气系统、机械系统、流体动力系统和热力系统）的数学模型建模方法， 动态系统的瞬态和稳态分析方法， 根轨迹分析和设计方法， 频率域的分析和设计方法， 以及PID控制器和变形PID控制器的设计方法；同时还比较详细地介绍了现代控制理论中的核心内容， 即状态空间分析和设计方法。最后还简要地介绍了20世纪80~90年代发展起来的称为"后现代控制理论”的鲁棒控制系统。全书自始至终贯穿了用MATLAB工具分析和设计各类控制系统问题。

第1章 控制系统简介
1.1 引言
1.1.1 控制理论和实践发展史的简单回顾
1.1.2 定义
1.2 控制系统举例
1.2.1 速度控制系统
1.2.2 温度控制系统
1.2.3 业务系统
1.2.4 鲁棒控制系统
1.3 闭环控制和开环控制
1.3.1 反馈控制系统
1.3.2 闭环控制系统
1.3.3 开环控制系统
1.3.4 闭环与开环控制系统的比较
1.4 控制系统的设计和校正
1.4.1 性能指标
1.4.2 系统的校正
1.4.3 设计步骤
1.5 本书概况
第2章 控制系统的数学模型
2.1 引言
2.1.1 数学模型
2.1.2 简化性和准确性
2.1.3 线性系统
2.1.4 线性定常系统和线性时变系统
2.2 传递函数和脉冲响应函数
2.2.1 传递函数
2.2.2 传递函数的说明
2.2.3 卷积积分
2.2.4 脉冲响应函数
2.3 自动控制系统
2.3.1 方框图
2.3.2 闭环系统的方框图
2.3.3 开环传递函数和前向传递函数
2.3.4 闭环传递函数
2.3.5 用MATLAB求串联、并联和反馈（闭环）传递函数
2.3.6 自动控制器
2.3.7 工业控制器分类
2.3.8 双位或开-关控制作用
2.3.9 比例控制作用
2.3.10 积分控制作用
2.3.11 比例-加-积分控制作用
2.3.12 比例-加-微分控制作用
2.3.13 比例-加-积分-加-微分控制作用
2.3.14 扰动作用下的闭环系统
2.3.15 画方框图的步骤
2.3.16 方框图的简化
2.4 状态空间模型
2.4.1 现代控制理论
2.4.2 现代控制理论与传统控制理论的比较
2.4.3 状态
2.4.4 状态变量
2.4.5 状态向量
2.4.6 状态空间
2.4.7 状态空间方程
2.4.8 传递函数与状态空间方程之间的关系
2.4.9 传递矩阵
2.5 纯量微分方程系统的状态空间表达式
2.5.1 线性微分方程作用函数中不包含导数项的n阶系统的状态空间表达式
2.5.2 线性微分方程作用函数中包含导数项的n阶系统的状态空间表达式
2.6 用MATLAB进行数学模型变换
2.6.1 由传递函数变换为状态空间表达式
2.6.2 由状态空间表达式变换为传递函数
2.7 非线性数学模型的线性化
2.7.1 非线性系统
2.7.2 非线性系统的线性化
2.7.3 非线性数学模型的线性近似
例题和解答
习题
第3章 机械系统和电系统的数学模型
3.1 引言
3.2 机械系统的数学模型
3.3 电系统的数学模型
3.3.1 LRC电路
3.3.2 串联元件的传递函数
3.3.3 复阻抗
3.3.4 无负载效应串联元件的传递函数
3.3.5 电子控制器
3.3.6 运算放大器
3.3.7 反相放大器
3.3.8 非反相放大器
3.3.9 求传递函数的阻抗法
3.3.10 利用运算放大器构成的超前或滞后网络
3.3.11 利用运算放大器构成的PID控制器
例题和解答
习题
第4章 流体系统和热力系统的数学模型
4.1 引言
4.2 液位系统
4.2.1 液位系统的液阻和液容
4.2.2 液位系统
4.2.3 相互有影响的液位系统
4.3 气动系统
4.3.1 气动系统和液压系统之间的比较
4.3.2 气动系统
4.3.3 压力系统的气阻和气容
4.3.4 压力系统
4.3.5 气动喷嘴-挡板放大器
4.3.6 气动接续器
4.3.7 气动比例控制器（力-距离型）
4.3.8 气动比例控制器（力-平衡型）
4.3.9 气动执行阀
4.3.10 获得微分控制作用的基本原理
4.3.11 获得气动比例-加-积分控制作用的方法
4.3.12 获得气动比例-加-积分-加-微分控制作用的方法
4.4 液压系统
4.4.1 液压系统
4.4.2 液压系统的优缺点
4.4.3 说明
4.4.4 液压伺服系统
4.4.5 液压积分控制器
4.4.6 液压比例控制器
4.4.7 缓冲器
4.4.8 获得液压比例-加-积分控制作用的方法
4.4.9 获得液压比例-加-微分控制作用的方法
4.4.10 获取液压比例-加-积分-加-微分控制作用的方法
4.5 热力系统
4.5.1 热阻和热容
4.5.2 热力系统
例题和解答
习题
第5章 瞬态响应和稳态响应分析
5.1 引言
5.1.1 典型试验信号
5.1.2 瞬态响应和稳态响应
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