自动控制理论_PDF下载[152MB-百度云]编者:卢子广//林靖宇//周永华

本书特色

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本书基于系统的输入/输出响应，论述反馈控制原理及其改善系统动态过程和处理系统不确定性的方法。为适应信息时代的控制科学与工程的需要,本书在课程体系与内容上作了较大幅度的更新。全书以控制系统的稳定性为主线，围绕 “动态、建模、互联和不确定性”4个重要概念展开。全书共7章，包括绪论、动态系统模型、连续时间线性系统的时域分析、线性控制系统的频域分析、线性控制系统的综合与校正、非线性控制系统分析、离散控制系统的基本理论。
本书可作为高等院校自动化、电气工程与信息技术专业本科生的教材，也可作为理工科其他专业学习自动控制理论的本科生、研究生和科技人员的参考书。

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目录前言第1章绪论11.1 引言11.2 自动控制理论的建立和发展11.3 自动控制系统的基本概念31.3.1 自动控制问题31.3.2 控制系统的基本术语41.3.3 自动控制系统的构成和要素51.3.4 开环控制与反馈控制的特点61.3.5 对控制系统的要求61.3.6 控制系统的分类71.4 自动控制理论的基本概念及主要内容71.5 小结81.6 习题8第2章动态系统模型92.1 引言92.2 系统的时域模型92.2.1 常微分方程模型92.2.2 非线性系统的局部线性化模型112.2.3 “黑箱”模型152.3 复频域模型与传递函数172.3.1 Laplace变换172.3.2 传递函数202.3.3 典型环节212.3.4 传递函数的两个标准式212.4 结构图及系统互联232.4.1 结构图232.4.2 系统互联结构242.5 信号流图及Mason增益公式272.5.1 信号流图272.5.2 Mason增益公式282.6 闭环系统的特性292.7 小结322.8 习题32第3章连续时间线性系统的时域分析363.1 典型输入信号及其Laplace 变换363.1.1 阶跃函数363.1.2 斜坡函数363.1.3 抛物线函数373.1.4 脉冲函数373.1.5 正弦函数373.2 线性时不变系统的时域响应383.2.1 用线性微分方程理论分析383.2.2 用Laplace变换分析393.3 线性系统的稳定性403.3.1 稳定性的概念413.3.2 线性时不变系统稳定的条件423.3.3 Routh-Hurwitz判据443.4 控制系统的性能指标473.4.1 暂态性能473.4.2 稳态性能483.5 典型一阶系统493.5.1 单位阶跃响应493.5.2 单位斜坡响应503.5.3 单位加速度响应503.6 典型二阶系统503.6.1 二阶系统的数学模型513.6.2 系统的特征根与参量ζ、ωn 的关系523.6.3 单位阶跃响应533.6.4 单位斜坡响应563.6.5 改善二阶系统的性能573.7 高阶系统的响应593.7.1 高阶系统单位阶跃响应593.7.2 闭环主导极点603.8 线性系统的稳态性能603.8.1 基本概念603.8.2 系统类型与稳态误差的关系623.8.3 典型输入的系统稳态误差633.8.4 扰动稳态误差633.9 根轨迹法653.9.1 基本概念653.9.2 根轨迹的幅值条件及相角条件663.9.3 根轨迹的作图规则673.9.4 参数根轨迹713.10 小结723.11 习题72第4章线性控制系统的频域分析764.1 频率特性764.1.1 频率响应764.1.2 Fourier变换和广义频率特性784.2 频率特性曲线794.2.1 典型环节的频率特性曲线794.2.2 开环系统的频率特性曲线844.3 系统稳定性的环路分析854.3.1 环路分析854.3.2 相对稳定性与稳定裕度874.4 Nyquist稳定性判据及其应用894.4.1 幅角原理894.4.2 Nyquist稳定性判据914.4.3 Nyquist稳定性判据的应用944.4.4 模型扰动的稳定鲁棒性964.5 Bode图及其应用974.5.1 Bode图的概念974.5.2 典型环节的Bode图994.5.3 复杂系统开环Bode图的渐近线描图法1034.5.4 对数稳定判据1054.5.5 Bode幅相关系式与*小相位系统1064.5.6 稳定裕度的计算1084.6 利用开环频率特性分析系统的性能1124.6.1 低频渐近线与系统稳态误差的关系1124.6.2 交越区的频率特性与系统动态性能的关系1124.6.3 高频段频率特性对系统性能的影响1154.7 闭环频域分析1164.7.1 闭环频率特性1164.7.2 用MATLAB程序求闭环频率特性1174.7.3 闭环频率特性的几个特征量1184.7.4 闭环频域指标1194.8 小结1224.9 习题123第5章线性控制系统的综合与校正1265.1 引言1265.1.1 校正方式1265.1.2 校正目标1275.1.3 校正的基本思路1275.1.4 性能指标1275.2 环路整形1285.3 串联校正1315.3.1 串联超前校正1325.3.2 串联滞后校正1365.3.3 串联滞后-超前校正1425.4 复合校正1525.5 局部反馈校正1575.6 控制系统的动态性能约束1595.6.1 过程输入信号幅值与模型摄动边界1595.6.2 非*小相位系统的性能约束1625.6.3 非*小相位系统的稳定补偿器的存在条件1655.7 极点配置设计1665.8 小结1735.9 习题173第6章非线性控制系统分析1756.1 非线性控制系统概述1756.1.1 控制系统中的典型非线性特性1756.1.2 非线性控制系统的特殊性1776.1.3 非线性控制系统的分析方法1786.2 相平面法1786.2.1 相平面的基本概念1786.2.2 绘制相平面图的等倾线法1816.2.3 二阶线性系统的奇点和相轨迹1826.2.4 非线性系统的相平面分析1846.2.5 相平面法分析小结1876.3 描述函数法1886.3.1 描述函数的基本内容1886.3.2 典型非线性特性的描述函数1906.3.3 非线性特性的合并1936.3.4 用描述函数法分析非线性系统1946.4 改善非线性系统性能的措施及运用非线性特性1986.4.1 改善非线性系统性能的措施1986.4.2 运用非线性特性1996.5 小结2006.6 习题200第7章离散控制系统的基本理论2037.1 引言2037.2 信号的采样与保持2047.2.1 采样过程2047.2.2 理想采样信号的数学描述2057.2.3 采样定理及采样周期的选取2077.2.4 信号的保持2107.3 z变换理论2127.3.1 z变换定义2127.3.2 z变换的基本定理2137.3.3 z变换的求法2177.3.4 z反变换及其求法2197.4 离散控制系统的数学描述2227.4.1 差分方程与离散传递函数2227.4.2 脉冲传递函数2257.5 离散控制系统的分析2287.5.1 s域到z域的映射2287.5.2 离散控制系统的响应2287.5.3 离散控制系统的稳定性判据2297.5.4 离散控制系统的暂态响应2317.5.5 离散控制系统的稳态误差2327.6 线性离散控制系统的校正2347.6.1 *少拍控制2347.6.2 有限拍控制2367.6.3 离散PID控制2367.7 小结2377.8 习题238参考文献240