自动控制原理/杨年法

本书是根据高等学校自动化类专业对“自动控制原理”课程的要求编写的。全书共分8章，内容有自动控制的基本概念，自动控制系统的数学模型，自动控制系统的时域分析法，根轨迹分析法，频率特性分析法，自动控制系统的校正，线性离散控制系统的分析，非线性控制系统的分析，每章都有适当的例题和习题。本书力求结合专业特点，并兼顾相近专业的要求。 本书可作为高等学校自动化、电气工程及其自动化、检测技术与自动化装置等专业的教材，也可作为电子信息工程和机电类各专业的教学用书，还可供自动控制等专业领域的工程技术人员参考。图书在版编目(CIP)数据 自动控制原理/刘国海，杨年法主编.—北京：机械工业出版社，

目录 出版说明 前言 第1章绪论1 11自动控制的基本概念1 111人工控制与自动控制1 112控制系统框图2 113开环控制与闭环控制3 114自动控制系统的应用实例3 12自动控制系统的组成6 121基本组成部分6 122常用的名词术语7 13自动控制系统的分类7 14自动控制理论概要8 141自动控制理论的发展8 142对自动控制系统的基本要求9 143本书内容10 15小结11 16习题11 第2章自动控制系统的数学模型14 21控制系统数学模型的概念14 211建立数学模型的方法14 212数学模型的类型14 22控制系统的微分方程15 221线性系统微分方程的建立15 222微分方程的增量化表示18 223线性系统的重要特征19 224非线性微分方程的线性化20 23控制系统的传递函数21 231传递函数的概念21 232关于传递函数的几点说明23 233典型环节及其传递函数25 24控制系统的结构图28 241结构图的概念29 242结构图的组成和建立29 243结构图的等效变换和简化30 244典型闭环控制系统的结构图及其 传递函数36 25信号流图38 251信号流图的概念38 252梅逊公式40 26小结41 27习题42 第3章自动控制系统的时域 分析法45 31时域分析法基础45 311典型输入信号45 312瞬态响应和稳态响应46 313阶跃响应性能指标46 32一阶系统的动态性能47 33二阶系统的动态性能49 331典型二阶系统的动态性能49 332具有零点的二阶系统分析57 34高阶系统的时域分析60 35系统稳定性分析60 351线性系统稳定的概念和稳定的 充要条件61 352劳斯(Routh)稳定判据63 36稳态误差分析68 361稳态误差的定义69 362控制系统的型别70 363给定输入作用下系统的稳态 误差70 364扰动输入作用下系统的稳态 误差74 365降低稳态误差的方法75 37PID基本控制规律的分析78 38利用MATLAB进行时域分析80 381传递函数模型的MATLAB 表示80 382用MATLAB求控制系统的单位 阶跃响应82 383利用MATLAB辅助分析控制系 统的稳定性83 39小结83 310习题84 第4章根轨迹分析法89 41根轨迹的基本概念89 411根轨迹的概念89 412幅值条件和相角条件91 42绘制根轨迹的基本法则93 43参量根轨迹和根轨迹簇106 431参量根轨迹106 432根轨迹簇108 44零度根轨迹110 45延迟系统的根轨迹112 451延迟系统根轨迹方程的幅值条件 和相角条件112 452绘制延迟系统的根轨迹113 453根轨迹上Kg值的确定114 46根轨迹法分析系统的性能116 47增加开环零极点对根轨迹的影响121 471增加开环零点对根轨迹的 影响121 472增加开环极点对根轨迹的 影响121 473增加开环偶极子对根轨迹 的影响121 48利用MATLAB绘制根轨迹图124 49小结125 410习题125 第5章频率特性分析法129 51频率特性的基本概念129 511频率特性的定义129 512频率特性和传递函数的关系131 52频率特性的图示方法131 521幅相频率特性曲线132 522对数频率特性曲线132 523对数幅相特性曲线133 53典型环节的频率特性133 54系统的开环频率特性141 541系统开环幅相频率特性的 绘制141 542系统开环对数频率特性的 绘制144 543最小相位系统与非最小相位 系统146 55奈奎斯特稳定判据147 551幅角定理147 552奈奎斯特判据149 553奈奎斯特判据在Ⅰ型和Ⅱ型 系统中的应用150 554在伯德图上判别闭环系统的 稳定性155 555多回路系统的稳定性分析156 56相对稳定性157 57系统闭环频率特性曲线的绘制161 571用向量法求闭环频率特性161 572等M圆图和等N圆图162 573利用闭环幅频特性分析和 估算系统的性能164 58利用开环频率特性分析系统的 性能167 59利用MATLAB绘制频率特性曲 线图169 591利用MATLAB绘制奈奎斯 特图169 592利用MATLAB绘制伯德图170 593利用MATLAB分析相对稳 定性171 510小结171 511习题172 第6章自动控制系统的校正176 61控制系统校正的基本概念176 611校正方式176 612性能指标177 613设计方法178 62校正装置及其特性178 63串联校正的设计186 631串联校正的频率法设计186 632串联校正的根轨迹法设计193 633串联校正的期望对数频率特性 设计法200 64反馈校正的设计203 65复合控制校正206 66小结207 67习题208 第7章线性离散控制系统的分析211 71线性离散控制系统的概念211 72采样过程和采样定理212 721采样过程212 722采样定理213 723信号复现与零阶保持器215 73z变换216 731z变换的定义217 732z变换的求法217 733z变换的基本定理220 734z反变换223 74离散控制系统的数学模型225 741差分方程225 742脉冲传递函数227 75离散控制系统的稳定性分析232 751s平面与z平面的映射关系232 752离散控制系统稳定的充要 条件233 753离散控制系统的劳斯稳定 判据234 76离散控制系统的稳态误差分析236 77离散控制系统的动态性能分析239 771离散控制系统闭环极点分布和 暂态响应的关系240 772离散控制系统动态性能的 估算243 78离散控制系统的校正245 781离散控制系统校正的特点245 782校正装置的具体设计方法245 783最少拍系统设计247 79小结253 710习题253 第8章非线性控制系统的分析256 81非线性控制系统概述256 811非线性现象的普遍性256 812控制系统中的典型非线性 特性256 813非线性控制系统的特殊性258 814非线性控制系统的分析 方法259 82相平面法259 821相平面的基本概念260 822构造相平面图262 823由相平面图确定时间265 824线性系统的相平面分析266 825非线性系统的相平面分析267 83描述函数法269 831描述函数的基本概念269 832典型非线性特性的描述函数274 833用描述函数法分析非线性系统 的稳定性277 84小结281 85习题282 附录常用函数z变换表284 参考文献286