自动控制原理——高职高专十二五规划教材

内容简介

本书浅显易懂，选材广泛适当，覆盖面广，推理严谨。全书共安排九章内容，包括自动控制系统简介、拉氏变换、自动控制系统的数学模型、时域分析、根轨迹分析法、频域分析、系统的校正与设计、采样控制系统基础、自动控制原理实验指导。为了便于组织教学和学习，全书每章均设有“本章导读”、“学习目标”，明确教学重点和基本要求；每章结束均设有“本章小结”，便于教学归纳总结与提升理解层次与复习效果。此外，书中安排有相应实例，并将matlab引入本书，作为补充内容与能力提升的一种手段。同时，为了加深学生对课程内容的理解和掌握，每章均有一定量的习题。

节选

相关资料

插图：自动控制理论是研究自动控制共同规律的一门学科。自动控制系统能否很好地工作，被控量能否迅速、精确地跟踪给定量的变化，这取决于被控对象和控制器及各功能器件的结构和参数的设计。虽然，不同的被控对象对系统性能的具体要求可能不同，但是，对每一类自动控制系统的被控量变化全过程提出的基本要求是一样的。可以归结为稳定性、准确性和快速性，即稳、准、快的要求。（1）稳定性——若系统有扰动或给定输入量发生变化，系统的输出量产生的过渡过程随时间增长而衰减，而回到（或接近）原来的稳定值；或跟踪变化了的输入信号，则称系统稳定。这是对反馈控制系统提出的*基本要求。稳定性是系统的固有特性，通常由系统的结构、参数决定，与外部输入信号无关。（2）准确性——稳态误差是衡量控制系统精度的重要指标。在参考输入信号作用下，当系统达到稳态后，其稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫做给定稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的输出跟随参考输入的精度越高。准确性与控制系统的结构、参数及输入信号形式有关。（3）快速性——系统从一个稳定状态过渡到另一个新的稳定状态，都需要经历一个过渡过程，快速性对过渡过程的形式和快慢提出要求，一般称为动态性能。由于被控对象具体情况的不同，各种系统对上述三方面性能要求的侧重点也有所不同。例如，随动系统对快速性和稳态精度的要求较高，而恒值系统一般侧重于稳定性能和抗扰动的能力。在同一个系统中，上述三方面的性能要求通常是相互制约的。例如，为了提高系统的动态响应的快速性和稳态精度，就需要增大系统的放大能力，而放大能力的增强，必然促使系统动态性能变差，甚至会使系统变得不稳定；反之，若强调系统动态过程平稳性的要求，系统的放大倍数就应较小，从而导致系统稳态精度的降低和动态过程的缓慢。由此可见，系统动态响应的快速性、高精度与动态稳定性之间是一对矛盾。分析和解决这些矛盾，将是本课程的重要内容。