自动控制原理及应用

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前言

第1章 自动控制的基本概念

1.1 概述

1.2 自动控制的基本原理

1.2.1 自动控制系统举例

1.2.2 自动控制系统的构成

1.3 控制系统的控制方式

1.3.1 开环控制

1.3.2 闭环控制

1.3.3 复合控制

1.4 控制系统的分类

1.4.1 按输入信号的变化规律分

1.4.2 按系统传输的信号特征分

1.4.3 按系统各环节输入-输出关系的特征分

1.4.4 按系统参数的变化特征分

1.5 对控制系统的性能要求

1.5.1 稳定性能

1.5.2 动态性能

1.5.3 稳态性能

习 题

第2章 控制系统数学模型的建立

2.1 控制系统微分方程的建立

2.1.1 典型控制系统举例

2.1.2 线性系统的重要性质

2.1.3 线性系统微分方程的通用形式

2.1.4 非线性微分方程的线性化

2.2 线性系统的传递函数

2.2.1 传递函数的定义

2.2.2 传递函数的性质

2.2.3 典型环节及其传递函数

2.3 控制系统结构图

2.3.1 结构图的构成要素

2.3.2 控制系统结构图的建立

2.3.3 结构图的等效变换

2.4 控制系统的信号流图

2.4.1 信号流图

2.4.2 梅森增益公式

2.5 闭环控制系统的传递函数

2.5.1 闭环系统的开环传递函数

2.5.2 系统的闭环传递函数

2.5.3 闭环系统的误差传递函数

2.5.4 闭环系统的特征方程

习 题

第3章 时域分析法

3.1 典型输入信号

3.2 瞬态响应分析

3.2.1 一阶系统的瞬态响应

3.2.2 二阶系统的瞬态响应

3.2.3 时域性能指标

3.2.4 二阶系统的动态性能指标

3.2.5 二阶系统性能的改善

3.2.6 高阶系统的近似分析

3.3 稳定性分析

3.3.1 稳定性的基本概念

3.3.2 线性系统稳定的充分必要条件

3.3.3 劳斯判据

3.4 稳态误差分析

3.4.1 稳态误差的概念

3.4.2 稳态误差的计算

3.4.3 减小或消除稳态误差的措施

习 题

第4章 根轨迹分析法

4.1 根轨迹的概念

4.1.1 根轨迹

4.1.2 根轨迹方程

4.2 根轨迹的绘制

4.2.1 绘制根轨迹的基本规则

4.2.2 绘制根轨迹举例

4.3 广义根轨迹的绘制

4.3.1 参变量根轨迹的绘制

4.3.2 正反馈系统轨迹的绘制

4.4 控制系统的根轨迹分析

4.4.1 增加开环极点对控制系统的影响

4.4.2 增加开环零点对控制系统的影响

4.4.3 闭环极点的位置与系统性能的关系

4.4.4 用根轨迹分析系统的动态性能

习 题

第5章 频域分析法

5.1 频率特性

5.1.1 频率特性的基本概念

5.1.2 频率特性的求取

5.2 频率特性的图示方法

5.2.1 极坐标图

5.2.2 对数坐标图

5.3 频域稳定性判据

5.3.1 开环频率特性与闭环特征方程的关系

5.3.2 幅角原理

5.3.3 奈奎斯特判据

5.3.4 对数频率稳定判据

5.4 系统的稳定裕度

5.4.1 相位裕度

5.4.2 幅值裕度

5.5 频域性能指标与瞬态性能指标之间的关系

5.5.1 开环频域性能指标与瞬态性能指标之间的关系

5.5.2 闭环频域性能指标与瞬态性能指标之间的关系

习 题

第6章 线性控制系统的校正