本书系统地介绍了经典控制理论的基本内容,着重于基本概念、基本理论和基本方法的论述。全书共分8章:自动控制系统的基本概念、控制系统的建模、控制系统的时域分析法、控制系统的根轨迹法、控制系统的频率响应法、控制系统的校正、非线性控制系统、离散控制系统。 本书有两个重要特点。一是体现了科学性与实用性。为了科学地、验证理论内容,在每章都加入了Matlab的具体应用实例。为了便于读者深入理解书中所述的重要概念,每章都列举了一定数量的例题和习题,供练习之用。二是适合语码转换式双语教学。在每节中都为重要的技术术语加注了英文词汇,每节末都加入了重点概念和术语的中英文对照表,便于学生为阅读外文专业文献积累词汇量,进而切实地提高双语教学水平。
目 录
第1章 自动控制系统的基本概念\\t1
1.1 自动控制系统的定义\\t1
1.2 自动控制系统的分类\\t4
1.2.1 运动与过程控制系统\\t4
1.2.2 开环与闭环控制系统\\t4
1.2.3 定值、随动与程序控制系统\\t6
1.2.4 线性与非线性控制系统\\t7
1.2.5 连续与离散控制系统\\t8
1.3 自动控制系统的性能评价\\t8
1.4 自动控制理论的发展概况\\t10
小结\\t13
习题\\t13
第2章 控制系统的建模\\t15
2.1 控制系统微分方程的建立\\t16
目 录
第1章 自动控制系统的基本概念\\t1
1.1 自动控制系统的定义\\t1
1.2 自动控制系统的分类\\t4
1.2.1 运动与过程控制系统\\t4
1.2.2 开环与闭环控制系统\\t4
1.2.3 定值、随动与程序控制系统\\t6
1.2.4 线性与非线性控制系统\\t7
1.2.5 连续与离散控制系统\\t8
1.3 自动控制系统的性能评价\\t8
1.4 自动控制理论的发展概况\\t10
小结\\t13
习题\\t13
第2章 控制系统的建模\\t15
2.1 控制系统微分方程的建立\\t16
2.1.1 简单系统微分方程的建立\\t16
2.1.2 复杂系统微分方程的建立\\t18
2.2 非线性数学模型的线性化\\t21
2.3 传递函数\\t24
2.3.1 传递函数的定义\\t24
2.3.2 传递函数的特点\\t25
2.3.3 传递函数与理想单位脉冲响应的关系\\t26
2.3.4 系统典型环节的传递函数\\t28
2.4 系统框图与传递函数\\t33
2.4.1 框图的组成\\t33
2.4.2 系统框图的建立\\t33
2.4.3 框图的等效变换\\t35
2.4.4 控制系统的传递函数\\t40
2.5 信号流图和梅逊公式的应用\\t42
2.5.1 信号流图的概念\\t42
2.5.2 信号流图的术语和性质\\t43
2.5.3 梅逊增益公式及其应用\\t45
2.6 利用Matlab建立数学模型\\t48
小结\\t51
习题\\t51
第3章 控制系统的时域分析法\\t54
3.1 控制系统的时域性能指标\\t54
3.1.1 典型输入信号\\t54
3.1.2 控制系统时域性能指标\\t57
3.2 一阶系统的时域分析\\t59
3.2.1 一阶系统的数学模型\\t59
3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应\\t59
3.2.3 一阶系统的单位斜坡响应\\t61
3.2.4 一阶系统的单位抛物线响应\\t61
3.2.5 一阶系统的单位脉冲响应\\t62
3.3 二阶系统的时域分析\\t62
3.3.1 二阶系统的数学模型\\t62
3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应\\t64
3.3.3 欠阻尼二阶系统的性能分析\\t67
3.3.4 二阶系统的单位脉冲响应\\t71
3.3.5 二阶工程最佳参数\\t72
3.4 高阶系统的时域分析\\t73
3.4.1 高阶系统的单位阶跃响应\\t74
3.4.2 闭环主导极点\\t75
3.5 线性系统的稳定性分析\\t75
3.5.1 稳定性的基本概念\\t76
3.5.2 线性系统稳定的充分必要条件\\t77
3.5.3 线性系统稳定的必要条件\\t78
3.5.4 劳斯稳定判据\\t78
3.5.5 赫尔维兹稳定判据\\t81
3.5.6 劳斯判据的应用\\t82
3.6 控制系统的稳态误差\\t84
3.6.1 稳态误差的定义\\t84
3.6.2 系统类型与输入作用下的稳态误差\\t85
3.6.3 扰动作用下的稳态误差\\t88
3.6.4 提高系统稳态精度的方法\\t90
3.7 Matlab在时域分析法中的应用\\t90
3.7.1 单位脉冲响应和单位阶跃响应\\t90
3.7.2 单位斜坡响应\\t92
3.7.3 任意函数作用下系统的响应\\t93
3.7.4 Simulink中时域响应举例\\t95
小结\\t96
习题\\t96
第4章 控制系统的根轨迹法\\t99
4.1 根轨迹的基本概念\\t99
4.1.1 根轨迹的概念\\t99
4.1.2 根轨迹与系统性能\\t100
4.1.3 根轨迹的幅值条件和相角条件