自動控制原理 (MATLAB版.新形態版) 田茸 9787302673064 【台灣高等教育出版社】

目錄

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第1章 緒論
1 1引言
1 2自動控制的一般概念
1 3自動控制系統的組成
1 4自動控制系統的控制方式
1 4 1開環控制系統
1 4 2閉環控制系統
1 4 3複合控制系統
1 5自動控制系統實例
1 5 1加熱爐溫度控制系統
1 5 2導彈發射架方位控制系統
1 5 3神舟八號與天宮一號交會對接控制系統
1 6自動控制系統的分類
1 6 1按輸入信號形式分類
1 6 2按傳遞信號類型分類
1 6 3按描述元件特性分類
1 6 4按系統參數特性分類
1 7對自動控制系統性能的基本要求
1 7 1穩定性
1 7 2快速性
1 7 3準確性
1 8習題
第2章 控制系統的數學模型
2 1控制系統的微分方程
2 1 1控制系統微分方程的建立
2 1 2非線性微分方程的線性化
2 1 3微分方程的求解
2 1 4MATLAB實現
2 2控制系統的傳遞函數
2 2 1傳遞函數的定義和表達式
2 2 2傳遞函數的性質
2 2 3典型環節 及其傳遞函數
2 2 4MATLAB實現
2 3控制系統的結構圖
2 3 1結構圖的定義和組成
2 3 2結構圖的繪製
2 3 3結構圖的簡化
2 3 4MATLAB實現
2 4控制系統的信號流圖
2 4 1信號流圖的概念
2 4 2信號流圖的繪製
2 4 3梅森增益公式
2 5典型反饋控制系統的傳遞函數
2 5 1系統的開環傳遞函數
2 5 2系統的閉環傳遞函數
2 5 3系統的誤差傳遞函數
2 6習題
第3章 控制系統的時域分析法
3 1時域分析基礎
3 1 1典型輸入信號
3 1 2動態過程與穩態過程
3 1 3時域性能指標
3 2一階系統的動態性能分析
3 2 1一階系統的數學模型
3 2 2一階系統的時間響應
3 2 3一階系統的重要特性
3 2 4MATLAB實現
3 3二階系統的動態性能分析
3 3 1二階系統的數學模型
3 3 2二階系統的單位階躍響應
3 3 3二階系統的動態性能指標
3 3 4二階系統性能的改善
3 3 5MATLAB實現
3 4高階系統的動態性能分析
3 4 1高階系統的數學模型
3 4 2高階系統的單位階躍響應
3 4 3高階系統的分析方法
3 4 4MATLAB實現
3 5線性系統的穩定性分析
3 5 1穩定性的概念
3 5 2線性系統穩定的充分必要條件
3 5 3勞斯穩定判據
3 5 4MATLAB實現
3 6線性系統的穩態誤差分析
3 6 1誤差與穩態誤差的定義
3 6 2控制系統的型別
3 6 3典型輸入作用下的穩態誤差
3 6 4擾動作用下的穩態誤差
3 6 5MATLAB實現
3 7習題
第4章 控制系統的根軌跡法
4 1根軌跡法的基本概念
4 1 1根軌跡的定義
4 1 2根軌跡方程
4 2繪製根軌跡
4 2 1繪製根軌跡的基本規則
4 2 2MATLAB實現
4 3廣義根軌跡
4 3 1參數根軌跡
4 3 2零度根軌跡
4 3 3MATLAB實現
4 4系統性能的分析
4 4 1利用根軌跡分析系統性能
4 4 2開環零點、極點對系統性能的影響
4 4 3MATLAB實現
4 5習題
第5章 控制系統的頻域分析法
5 1頻率特性的基本概念
5 1 1控制系統在正弦信號作用下的穩態響應
5 1 2頻率特性
5 1 3頻率特性的幾何表示法
5 1 4MATLAB實現
5 2典型環節 的頻率特性
5 2 1比例環節
5 2 2積分環節
5 2 3微分環節
5 2 4慣性環節
5 2 5一階微分環節
5 2 6振盪環節
5 2 7二階微分環節
5 2 8延遲環節
5 3系統的開環頻率特性
5 3 1開環幅相頻率特性曲線
5 3 2開環對數頻率特性曲線
5 3 3MATLAB實現
5 4頻率穩定判據
5 4 1幅角原理
5 4 2奈奎斯特穩定判據
5 4 3對數頻率穩定判據
5 4 4MATLAB實現
5 5穩定裕度
5 5 1相角裕度γ
5 5 2幅值裕度h
5 5 3MATLAB實現
5 6利用開環頻率特性分析系統的性能
5 6 1低頻段與系統穩態性能的關係
5 6 2中頻段與系統動態性能的關係
5 6 3高頻段與系統抗高頻干擾能力的關係
5 7控制系統的閉環頻率特性
5 7 1閉環頻率特性的確定方法
5 7 2系統的閉環頻域性能指標及其與時域指標的關係
5 7 3系統閉環頻域指標和開環頻域指標的關係
5 7 4MATLAB實現
5 8習題
第6章 控制系統的校正
6 1系統校正設計基礎
6 1 1性能指標
6 1 2校正方式
6 1 3基本控制規律
6 2常用校正裝置及其特性
6 2 1超前校正裝置
6 2 2滯後校正裝置
6 2 3滯後超前校正裝置
6 3串聯校正
6 3 1頻率法校正設計
6 3 2串聯超前校正
6 3 3串聯滯後校正
6 3 4串聯滯後超前校正
6 3 5串聯綜合法校正
6 3 6MATLAB實現
6 4反饋校正
6 4 1反饋校正原理
6 4 2反饋校正的設計
6 4 3MATLAB實現
6 5複合校正
6 5 1按輸入補償的複合校正
6 5 2按擾動補償的複合校正
6 6習題
第7章 離散控制系統的分析與校正
7 1離散系統概述
7 2信號的採樣與保持
7 2 1信號的採樣
7 2 2信號的保持
7 3z變換
7 3 1z變換定義
7 3 2z變換方法
7 3 3z變換基本定理
7 3 4z反變換
7 3 5差分方程
7 3 6MATLAB實現
7 4脈衝傳遞函數
7 4 1脈衝傳遞函數的定義
7 4 2脈衝傳遞函數的求解
7 4 3脈衝傳遞函數與差分方程的相互轉換
7 4 4開環系統脈衝傳遞函數
7 4 5閉環系統脈衝傳遞函數
7 4 6MATLAB實現
7 5離散系統的穩定性分析
7 5 1s平面到z平面的映射
7 5 2離散系統穩定的充分必要條件
7 5 3線性離散系統的穩定判據
7 5 4MATLAB實現
7 6離散系統的穩態誤差分析
7 6 1離散系統的穩態誤差
7 6 2離散系統的型別與靜態誤差係數
7 6 3MATLAB實現
7 7離散系統的動態性能分析
7 7 1離散系統閉環極點分佈與瞬態響應的關係
7 7 2離散系統的時間響應
7 7 3MATLAB實現
7 8離散系統的數字校正
7 8 1數字控制器的脈衝傳遞函數
7 8 2最少拍系統的設計
7 8 3MATLAB實現
7 9習題
參考文獻

前言/序言
隨著科學技術的飛速發展，自動控制技術已廣泛應用於各行各業。在控制技術需求推動下，控制理論也取得了顯著進步。目前控制理論已經滲透到多個學科，不但在自然和工程學科領域，而且在社會學科領域也有廣泛的應用，成為多個學科和領域的發展動力。很多高等院校都把控制理論列為工科和部分社會學科學生的必修課。作為現代工程技術人員和科學工作者，都應該具備一定的控制理論基礎知識。
自動控制理論是研究自動控制共同規律的技術科學。本書從控制系統建模、分析和設計三方面入手，比較全面地闡述了自動控制的基本理論和應用，主要內容包括自動控制的一般概念、自動控制系統的數學模型、時域分析法、根軌跡法、頻域分析法、控制系統的校正、離散系統理論和非線性控制系統分析等。
本書內容編排合理，按照先基礎後應用、先理論後實踐的方式，遵循從建模、分析到設計，從連續系統到離散系統，從線性系統到非線性系統的思路，由淺入深、循序漸進地編排各章 節，便於讀者更好地理解和掌握自動控制系統的數學概念、物理概念和工程概念。
本書在相關章 節 中詳細介紹了MATLAB仿真方法，並給出了大量的MATLAB仿真例題，以幫助讀者加深對基本概念的理解，培養計算機輔助分析和設計能力。此外，每章 均配有適量習題，並根據習題的難易程度和綜合性，將其分為自測題和基礎題，以引導讀者合理選擇、有效學習。
結合新工科工程教育需求，本書突出強調自動控制理論課程的基礎性及工程實踐指導性，給出了較多實際工程案例，以培養讀者的工程思維能力及解決實際工程問題的能力。
針對重點內容，本書配套製作了微課視頻，通過掃描二維碼即可實現同步在線學習。通過”紙數”媒介的互補，充分展示本書內容，服務教學過程，有利於開展混合式教學，滿足信息化和個性化的教學需要。由於篇幅限制，每章 習題及第8章 以電子資源的形式給出，可掃描
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注： 請先掃描封底刮刮卡中的文泉雲盤防盜碼進行綁定後再獲取配套資源。
本書由田茸主編，並對全書進行統稿。參加編寫的有： 田茸〔第1、3章 (部分)；
第7、8章 (部分)〕，李虹(第2、5章 )，戴瑞〔第3章 (部分)〕，宋娟(第4、6章 )，淩菁〔第8章 (部分)〕。在本書編寫過程中，寧夏大學湯全武教授在百忙之中提出了許多寶貴的建設性意見，寧夏大學楊國華教授審閱了部分章 節 並提出了指導性修改意見，在此表示衷心的感謝。
本書在編寫過程中，參考了諸多文獻資料，在此向文獻資料的作者們表示感謝。
本書是寧夏高校專業類課程思政教材研究基地的研究成果之一，並獲得了寧夏大學教材出版基金的資助。
由於編者水平有限，書中難免出現錯誤及不妥之處，懇請廣大讀者和同行批評指正。
編者
2024年3月

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