工程控制基础习题解答

本书是与上海交通大学国家精品课程“自动控制原理”主讲教材《工程控制基础》配套的学习辅导书和辅助教学用书。本书以国家精品教材《工程控制基础》为主线，参考教育部高等学校自动化类专业教学指导委员会对与“自动控制原理”课程相关的知识领域、知识单元、知识点的要求，本着“加强基础、削枝强干、注重应用、逐步更新”的原则，力图通过教材的要点提示和典型例题的分析求解，为广大读者学习此课程提供必须掌握的基础理论和基本方法。
本书可作为高等学校工科各专业，如电子信息类、机械工程类、电气工程类、仪器仪表类、工程物理类等专业本科生学习控制理论的辅导书，也可供相关领域专业技术人员参考。

杨明，上海交通大学自动化系教授、博士生导师，全国宝钢奖很好教师，上海市浦江人才。2003年在清华大学计算机系获得博士学位，2003―2005年在法国国家信息与自动化研究所从事博士后工作，2005年归国。现任上海交通大学国家精品课程“自动控制原理”负责人，中国人工智能学会智能机器人专业委员。长期从事智能车研究，在靠前外学术刊物和会议上发表论文120多篇，申请和获得国家发明专利30多项。

第1章导论
要点提示
1.1自动控制系统的基本原理和组成
1.2控制系统的分类
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第2章控制系统的数学模型
要点提示
2.1控制系统的时域数学模型——微分方程
2.2控制系统的复域数学模型——传递函数
2.3控制系统的频域数学模型——频率特性
2.4控制系统的方块图
2.5信号流图
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第3章自动控制系统的时域分析
要点提示
3.1控制系统的稳定性分析
3.2控制系统的稳态特性——稳态误差分析
3.2.1稳态误差定义
3.2.2稳态误差系数和稳态误差计算
3.2.3几点结论
3.3控制系统的动态特性——动态响应分析
3.3.1控制系统动态响应指标
3.3.2一阶系统的单位阶跃响应
3.3.3二阶系统的单位阶跃响应
3.3.4欠阻尼二阶系统的单位阶跃响应主要指标
3.3.5高阶系统的动态响应
3.3.6主导极点、偶极子和附加零极点
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第4章根轨迹法
要点提示
4.1根轨迹的幅值条件和相角条件
4.2绘制根轨迹的基本规则
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第5章线性系统的频域分析——频率响应法
要点提示
5.1频率特性
5.2频率特性图
5.2.1奈奎斯特（Nyquist）图
5.2.2伯德（Bode）图
5.2.3尼科尔斯（Nichols）图
5.3最小相位系统和非最小相位系统
5.4频域中的稳定性判据
5.4.1奈氏稳定性判据
5.4.2增益裕度GM
5.4.3相位裕度γ
5.5基于闭环频率特性的系统动态性能分析
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第6章线—眭控制系统的设计
要点提示
6.1常见的几种校正装置连接方式
6.2不同域中系统动态性能指标的相互关系
6.3串联超前校正
6.3.1伯德图法
6.3.2根轨迹法
6.4串联滞后校正
6.4.1伯德图法
6.4.2根轨迹法
6.5串联超前一滞后校正
6.6局部反馈校正
6.7PID控制器
6.8前馈补偿与复合控制
6.8.1按输入补偿的复合控制系统
6.8.2按扰动补偿的复合控制系统
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第7章非线性反馈控制系统
要点提示
7.1非线性控制系统的概述
7.2描述函数法
7.2.1描述函数
7.2.2描述函数分析
7.3相平面法
7.3.1相轨迹的基本概念
7.3.2奇点和极限环
7.3.3相轨迹的绘制
7.3.4非线性系统的相平面分析
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第8章计算机控制系统
要点提示
8.1计算机控制系统的硬件组成
8.2采样与恢复
8.2.1采样过程
8.2.2采样定理
8.2.3信号恢复
8.3z变换
8.3.1z变换的定义
8.3.2z变换的基本性质
8.3.3z变换的求法
8.3.4z反变换的求法
8.4脉冲传递函数
8.4.1数字部分的脉冲传递函数
8.4.2连续部分的脉冲传递函数
8.4.3闭环脉冲传递函数
8.5离散控制系统的性能分析
8.5.1离散控制系统的稳定性分析
8.5.2离散控制系统的动态性能和稳态性能分析
8.6数字控制器的设计
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