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自动控制原理

样章
作者：
主编：李润梅、苗宇、刘峰
定价：
47.00元
ISBN：
978-7-04-065212-3
版面字数：
530.00千字
开本：
16开
全书页数：
暂无
装帧形式：
平装
重点项目：
暂无
出版时间：
2025-12-26
物料号：
65212-00
读者对象：
高等教育
一级分类：
电气/电子信息/自动化类
二级分类：
电气/自动化专业课
三级分类：
自动控制原理

本书是针对工科院校的教学特点，集多年的教学经验和科研工作的实际编写而成的。全书共分为6章，包括自动控制的一般概念、模型、时域分析法、根轨迹法、频域分析法、采样系统分析等内容，各章均加入了应用MATLAB进行控制理论设计与仿真的内容。另外，为了便于读者自学，本书在每章后面都备有小结、习题。同时，本书提供所有MATLAB相关案例的Mworks仿真资源，提供“智能车控制虚拟仿真实验”的实验指导书以及部分习题参考答案。全书涵盖了经典控制理论的基本内容，淡化繁复的理论推导，加强理论与实际的结合，注重工业特色的生产实践背景。

本书适合于电气类、自动化类专业及其他相近专业控制理论课程的教学，也可作为研究生或其他科技人员自学参考。

  • 前辅文
  • 第1章 自动控制的一般概念
    • 1.1 开环控制与闭环控制
      • 1.1.1 自动控制系统
      • 1.1.2 开环控制
      • 1.1.3 闭环（反馈）控制
    • 1.2 控制系统举例
      • 1.2.1 随动系统
      • 1.2.2 恒值控制系统
      • 1.2.3 数字控制系统
      • 1.2.4 计算机控制系统
    • 1.3 控制系统的组成与对控制系统的基本要求
      • 1.3.1 控制系统的组成
      • 1.3.2 对控制系统的基本要求
    • 1.4 控制系统设计概述
    • 小结
    • 习题
  • 第2章 模型
    • 2.1 模型的定义和分类
    • 2.2 控制系统的数学模型
    • 2.3 建立系统微分方程的一般方法
    • 2.4 用拉普拉斯变换解线性常微分方程
      • 2.4.1 拉普拉斯变换的定义
      • 2.4.2 几种典型函数的拉氏变换
      • 2.4.3 拉氏变换的积分下限问题
      • 2.4.4 拉氏变换的几个基本法则
      • 2.4.5 拉普拉斯反变换
      • 2.4.6 用拉氏变换求解微分方程
    • 2.5 传递函数
      • 2.5.1 传递函数的概念及定义
      • 2.5.2 关于传递函数的几点说明
      • 2.5.3 典型环节的传递函数
    • 2.6 动态结构图
      • 2.6.1 动态结构图的概念
      • 2.6.2 系统动态结构图的建立
      • 2.6.3 结构图的基本形式
      • 2.6.4 结构图的等效变换法则
      • 2.6.5 结构图变换举例
    • 2.7 自动控制系统及其环节的传递函数
    • 2.8 信号流图及梅森增益公式
      • 2.8.1 信号流图的组成
      • 2.8.2 信号流图的绘制
      • 2.8.3 梅森增益公式
    • 2.9 控制系统分析仿真工具MATLAB简介
      • 2.9.1 常量及变量的说明
      • 2.9.2 基本运算
      • 2.9.3 基本绘图操作
      • 2.9.4 Simulink与控制系统仿真
    • 2.10 应用MATLAB进行分析及运算
      • 2.10.1 多项式描述及解代数方程
      • 2.10.2 应用MATLAB进行拉普拉斯反变换
      • 2.10.3 控制系统数学模型的MATLAB实现
    • 小结
    • 习题
  • 第3章 时域分析法
    • 3.1 典型控制过程及性能指标
      • 3.1.1 典型控制过程
      • 3.1.2 阶跃响应的性能指标
    • 3.2 一阶系统分析
      • 3.2.1 一阶系统的数学模型
      • 3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应
      • 3.2.3 一阶系统的单位冲激响应
      • 3.2.4 一阶系统的单位斜坡响应
      • 3.2.5 三种响应之间的关系
    • 3.3 二阶系统分析
      • 3.3.1 二阶系统的数学模型
      • 3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应
      • 3.3.3 二阶系统的单位冲激响应
      • 3.3.4 二阶系统的单位斜坡响应
      • 3.3.5 改善二阶系统响应特性的措施
      • 3.3.6 二阶系统阶跃响应性能分析的应用
    • 3.4 高阶系统分析
      • 3.4.1 三阶系统的单位阶跃响应
      • 3.4.2 高阶系统的单位阶跃响应
      • 3.4.3 闭环主导极点
      • 3.4.4 高阶系统的动态性能估算
    • 3.5 稳定性与代数判据
      • 3.5.1 稳定性的概念和定义
      • 3.5.2 稳定性的代数判据
      • 3.5.3 结构不稳定及其改进措施
    • 3.6 稳态误差分析
      • 3.6.1 误差及稳态误差的定义
      • 3.6.2 稳态误差的计算
      • 3.6.3 系统结构、外作用与稳态误差的关系
      • 3.6.4 系统的型别和静态误差系数
      • 3.6.5 改善系统稳态精度的方法
    • 3.7 前置校正
      • 3.7.1 稳定与精度
      • 3.7.2 抗扰与跟踪
    • 3.8 应用MATLAB分析系统的性能
      • 3.8.1 时域响应曲线的绘制
      • 3.8.2 用MATLAB命令求系统的时域性能指标
      • 3.8.3 用MATLAB判断系统的稳定性
    • 小结
    • 习题
  • 第4章 根轨迹法
    • 4.1 根轨迹的基本概念
    • 4.2 绘制根轨迹的基本条件和基本规则
      • 4.2.1 绘制根轨迹的基本条件
      • 4.2.2 绘制根轨迹的基本规则
    • 4.3 特殊根轨迹
      • 4.3.1 参数根轨迹
      • 4.3.2 正反馈回路的根轨迹
      • 4.3.3 滞后系统的根轨迹
    • 4.4 系统闭环零极点分布与阶跃响应的关系
      • 4.4.1 用闭环零极点表示的阶跃响应解析式
      • 4.4.2 闭环零极点分布与阶跃响应的定性关系
      • 4.4.3 主导极点与偶极子
      • 4.4.4 利用主导极点估算系统的性能指标
    • 4.5 应用根轨迹法进行参数设计
    • 4.6 基于根轨迹的PID控制器设计
    • 4.7 开环零极点的变化对根轨迹的影响
      • 4.7.1 开环零点的变化对根轨迹的影响
      • 4.7.2 开环极点的变化对根轨迹的影响
    • 4.8 用MATLAB作根轨迹图
      • 4.8.1 用MATLAB画根轨迹图
      • 4.8.2 求根轨迹上任意点的增益值
      • 4.8.3 对根轨迹指定区域进行放大
    • 小结
    • 习题
  • 第5章 频域分析法
    • 5.1 频率特性
      • 5.1.1 幅相频率特性曲线
      • 5.1.2 对数频率特性曲线
    • 5.2 典型环节的频率特性
      • 5.2.1 比例环节
      • 5.2.2 惯性环节（一阶系统）
      • 5.2.3 积分环节
      • 5.2.4 振荡环节
      • 5.2.5 微分环节
      • 5.2.6 一阶不稳定环节
      • 5.2.7 时滞环节
    • 5.3 系统开环频率特性的绘制
    • 5.4 用频域分析法分析控制系统的稳定性
      • 5.4.1 开环频率特性与闭环特征根的关系
      • 5.4.2 奈奎斯特稳定判据
      • 5.4.3 虚轴上有开环极点时的奈奎斯特稳定判据
      • 5.4.4 用对数频率特性判断系统的稳定性
      • 5.4.5 控制系统的相对稳定性
    • 5.5 开环频率特性与系统动态性能的关系
      • 5.5.1 低频段
      • 5.5.2 中频段
      • 5.5.3 高频段
    • 5.6 系统的闭环频率特性及频域性能指标
      • 5.6.1 系统的闭环频率特性
      • 5.6.2 系统频域指标和时域指标的关系
    • 5.7 频域法校正
      • 5.7.1 比例微分校正
      • 5.7.2 超前校正
      • 5.7.3 比例积分校正
      • 5.7.4 滞后校正
      • 5.7.5 PID校正
      • 5.7.6 滞后-超前校正
    • 5.8 用MATLAB进行频域分析
      • 5.8.1 用MATLAB作伯德图
      • 5.8.2 用MATLAB作奈奎斯特图
      • 5.8.3 用MATLAB作包含有数值为零的极点的系统奈奎斯特图
      • 5.8.4 用MATLAB求幅值裕度、相位裕度、剪切频率和增益交界频率
      • 5.8.5 基于PID Tuner的控制器参数整定
    • 小结
    • 习题
  • 第6章 采样系统分析
    • 6.1 采样系统
    • 6.2 采样过程与采样定理
      • 6.2.1 采样过程的数学描述
      • 6.2.2 采样信号的拉氏变换
      • 6.2.3 采样信号的频谱
      • 6.2.4 采样定理
    • 6.3 信号保持
    • 6.4 z变换理论
      • 6.4.1 z变换定义
      • 6.4.2 z变换方法
      • 6.4.3 z变换性质
      • 6.4.4 z反变换
      • 6.4.5 用z变换法求解差分方程
    • 6.5 脉冲传递函数
      • 6.5.1 脉冲传递函数的定义
      • 6.5.2 脉冲传递函数与差分方程
      • 6.5.3 脉冲传递函数的求取
      • 6.5.4 开环系统脉冲传递函数
      • 6.5.5 闭环系统脉冲传递函数
    • 6.6 采样系统性能分析
      • 6.6.1 稳定性分析
      • 6.6.2 稳态误差分析
      • 6.6.3 动态性能分析
    • 6.7 用MATLAB分析采样控制系统
      • 6.7.1 模型的转换
      • 6.7.2 时域分析
    • 小结
    • 习题
  • 参考文献

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