自動控制原理

第1章緒論1
11引言1
12自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成1
13閉環(huán)控制和開環(huán)控制3
14控制系統(tǒng)的分類4
141恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)4
142線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)4
143定常系統(tǒng)和時變系統(tǒng)5
144連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)5
第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述7
21引言7
22列寫輸入—輸出運動方程7
221機械系統(tǒng)8
222電路系統(tǒng)11
223機電系統(tǒng)12
224液位系統(tǒng)13
23傳遞函數(shù)與系統(tǒng)框圖14
231傳遞函數(shù)14
232方框圖15
233典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)18
234方框圖化簡22
24信號流圖與梅遜公式24
241信號流圖24
242梅遜公式26
25頻率特性函數(shù)29
251頻率特性函數(shù)的定義29
252頻率特性的圖示方法30
253典型環(huán)節(jié)的頻率特性34
254復(fù)雜頻率特性圖的繪制41
26狀態(tài)空間模型47
261狀態(tài)47
262狀態(tài)空間48
263狀態(tài)方程和輸出方程48
264狀態(tài)空間模型與輸入—輸出模型之間的關(guān)系53
27采樣控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述59
271采樣控制系統(tǒng)59
272信號采樣與恢復(fù)61
273采樣系統(tǒng)的差分方程描述64
274Z變換66
275脈沖傳遞函數(shù)71
276離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型76
習(xí)題78
第3章基于系統(tǒng)辨識的建模方法86
31系統(tǒng)辨識的基本概念86
311系統(tǒng)辨識問題86
312系統(tǒng)辨識的任務(wù)及分類87
313系統(tǒng)辨識的基本步驟87
32最小二乘參數(shù)估計88
321最小二乘法原理89
322最小二乘估計的批處理算法91
323最小二乘估計量?耐臣菩災(zāi)?93
33最小二乘參數(shù)估計的遞推算法及其推廣94
331最小二乘估計的遞推算法94
332最小二乘估計的漸消記憶遞推算法97
333參數(shù)個數(shù)的遞推99
34系統(tǒng)建模的計算機仿真算法101
341模型的階次與階次辨識101
342損失函數(shù)檢驗法102
343系統(tǒng)建模的計算機仿真算法步驟104
習(xí)題104
第4章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析106
41穩(wěn)定性的概念和定義106
42線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件110
421狀態(tài)空間模型110
422輸入—輸出模型111
423離散控制系統(tǒng)113
43系統(tǒng)穩(wěn)定性的代數(shù)判據(jù)115
431連續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的代數(shù)判據(jù)及其應(yīng)用115
432離散系統(tǒng)穩(wěn)定性的代數(shù)判據(jù)123
44根軌跡圖及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析128
441根軌跡圖的基本?拍?129
442幅值條件和幅角條件130
443繪制根軌跡的基本法則132
444根軌跡圖的繪制及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析141
45奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)145
451幅角定理145
452奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)149
453開環(huán)系統(tǒng)含有積分環(huán)節(jié)時判據(jù)的應(yīng)用153
454奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)在波德圖中的表示形式156
455穩(wěn)定裕度157
46利用MATLAB進行穩(wěn)定性繪圖分析161
習(xí)題164
第5章控制系統(tǒng)的時域運動性能分析169
51典型輸入信號169
52控制系統(tǒng)時域響應(yīng)的求解171
521利用傳遞函數(shù)求解輸出響應(yīng)172
522利用Ｚ變換法求解差分方程的輸出響應(yīng)174
523利用狀態(tài)空間模型求解線性定常系統(tǒng)176
524利用狀態(tài)空間模型求解線性離散系統(tǒng)187
53控制系統(tǒng)瞬態(tài)性能分析191
531瞬態(tài)性能指標191
532一階系統(tǒng)瞬態(tài)性能分析193
533典型二階系統(tǒng)瞬態(tài)性能分析195
534高階系統(tǒng)瞬態(tài)性能分析212
54控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析214
541控制系統(tǒng)的誤差與穩(wěn)態(tài)誤差214
542誤差的數(shù)學(xué)模型216
543穩(wěn)態(tài)誤差分析與靜態(tài)誤差系數(shù)217
544控制系統(tǒng)的動態(tài)誤差223
545擾動輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差227
546減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施229
547離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差230
55利用MATLAB進行時域分析234
551MATLAB時域響應(yīng)命令234
552時域響應(yīng)命令的應(yīng)用236
553SIMULINK仿真簡介241
習(xí)題246
第6章系統(tǒng)校正方法251
61引言251
62系統(tǒng)校正的根軌跡法253
621增加零、極點對根軌跡的影響253
622根軌跡校正舉例255
623校正裝置的實現(xiàn)260
63系統(tǒng)校正的頻率響應(yīng)法261
631開環(huán)頻率特性與時域性能指標間的關(guān)系261
632頻率特性法校正舉例265
64基本控制規(guī)律分析274
641比例控制規(guī)律274
642積分控制規(guī)律275
643比例加積分控制規(guī)律276
644比例加微分控制規(guī)律277
645比例加積分加微分控制規(guī)律278
646PID控制器的參數(shù)調(diào)整280
65局部反饋校正281
66離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)校正285
661概述285
662離散系統(tǒng)校正的根軌跡法285
663離散系統(tǒng)校正的頻域法286
664離散系統(tǒng)的最少拍校正法288
習(xí)題294
第7章線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合297
71特征值規(guī)范型297
711對角線規(guī)范型297
712約當規(guī)范型301
72狀態(tài)能控性305
721狀態(tài)能控性定義305
722能控性判據(jù)307
73狀態(tài)能觀性313
731狀態(tài)能觀性定義313
732能觀性判據(jù)314
733對偶原理317
74離散系統(tǒng)的能控性和能觀性317
75控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解318
751按能控性分解318
752按能觀性分解324
753按能控性和能觀性分解327
76能控規(guī)范型和能觀規(guī)范型329
761能控規(guī)范型330
762能觀規(guī)范型331
77狀態(tài)反饋與輸出反饋333
771狀態(tài)反饋和輸出反饋的概念333
772狀態(tài)反饋和輸出反饋對系統(tǒng)能控性和能觀性的影響335
78閉環(huán)系統(tǒng)的極點配置336
781極點配置問題336
782極點配置定理338
783極點配置的阿克曼(Ackermann)公式342
784基于輸出反饋的極點配置344
785鎮(zhèn)定問題345
79狀態(tài)觀測器設(shè)計348
791全維狀態(tài)觀測器348
792降維觀測器352
710帶有狀態(tài)觀測器的反饋控制系統(tǒng)356
習(xí)題360
第8章非線性控制系統(tǒng)365
81概述365
82描述函數(shù)法370
83相平面法387
84利用非線性特性改善系統(tǒng)的性能408
習(xí)題409
參考文獻〖HT〗414