自动控制原理基础

第1章 绪论/1
1.1 控制理论的形成与发展/1
1.1.1 控制理论发展初期及经典控制理论阶段/1
1.1.2 现代控制理论阶段/3
1.1.3 智能控制理论阶段/4
1.2 自动控制系统的基本概念/5
1.2.1 自动控制系统典型的控制系统/5
1.2.2 自动控制系统的基本环节与常用变量/8
1.2.3 自动控制系统性能的基本要求/10
1.2.4 自动控制系统的分类/12
习题13
第2章 自动控制数学基础/14
2.1 拉氏变换/14
2.1.1 拉氏变换的基本概念/14
2.1.2 典型函数的拉氏变换/14
2.1.3 拉氏变换性质/15
2.1.4 拉氏逆变换/17
2.2 z变换/18
2.2.1 z变换定义/18
2.2.2 z变换方法/19
2.2.3 z变换性质/19
2.2.4 z逆变换/20
2.3 s与z的关系/22
2.4 终值定理/23
习题/24
第3章 自动控制系统的数学模型/26
3.1 系统微分方程的建立/26
3.2 传递函数/29
3.2.1 传递函数的定义/29
3.2.2 传递函数的性质/30
3.2.3 传递函数的零极点表示/31
3.2.4 典型环节及其传递函数/32
3.3 动态结构图/35
3.3.1 动态结构图的组成/35
3.3.2 动态结构图的绘制/36
3.3.3 动态结构图的等效变换/37
3.3.4 闭环系统的传递函数/44
3.4 信号流图/47
3.4.1 信号流图的组成/47
3.4.2 信号流图的绘制/48
3.4.3 梅森公式/49
3.5 控制系统建模相关命令/函数与实例/50
习题/54
第4章 时域分析法/61
4.1 典型输入信号/61
4.1.1 阶跃函数/61
4.1.2 斜坡函数(或速度函数)/62
4.1.3 加速度函数/62
4.1.4 脉冲函数/62
4.1.5 正弦函数/63
4.2 线性定常系统的时域响应与性能指标/63
4.2.1 线性定常系统的时域响应/63
4.2.2 控制系统时域响应的性能指标/64
4.3 一阶系统的时域响应/65
4.3.1 一阶系统的单位阶跃响应及动态性能指标/65
4.3.2 线性定常系统的重要特性/66
4.4 二阶系统的时域响应/67
4.4.1 二阶系统的数学模型/67
4.4.2 二阶系统的单位阶跃响应/69
4.4.3 欠阻尼二阶系统单位阶跃响应的性能指标/72
4.4.4 二阶系统单位阶跃响应的主要特征/74
4.4.5 二阶系统的动态性能改善/76
4.5 高阶系统的时域响应/78
4.5.1 高阶系统单位阶跃响应/78
4.5.2 闭环主导极点/79
4.6 线性定常系统的稳定性/81
4.6.1 控制系统稳定性的概念与条件/81
4.6.2 线性定常系统稳定的充分必要条件/82
4.6.3 劳斯稳定判据/83
4.6.4 劳斯稳定判据的特殊情况/86
4.7 控制系统的稳态误差/87
4.7.1 系统稳态误差的概念/87
4.7.2 系统稳态误差与系统型别、系统开环增益间的关系/89
4.8 时域分析法相关命令/函数与实例/93
习题/95
第5章 根轨迹法/103
5.1 根轨迹的基本概念/104
5.2 根轨迹方程/105
5.3 常规根轨迹绘制规则/108
5.4 参数根轨迹及其绘制/115
5.5 控制系统的根轨迹分析/117
5.5.1 基于根轨迹的系统稳定性分析/117
5.5.2 基于根轨迹的系统稳态性能分析/117
5.5.3 基于根轨迹的系统动态性能分析/118
5.6 根轨迹分析相关命令/函数与实例/120
习题/125
第6章 频域分析法/129
6.1 频率特性的基本概念/129
6.1.1 频率特性的定义/129
6.1.2 频率特性与传递函数的关系/130
6.1.3 频率特性的数学表达式/131
6.1.4 频率特性的几何表示/132
6.2 典型环节的频率特性/133
6.2.1 比例环节的频率特性/134
6.2.2 积分环节的频率特性/134
6.2.3 微分环节(理想微分)的频率特性/135
6.2.4 惯性环节的频率特性/136
6.2.5 一阶微分环节的频率特性/138
6.2.6 振荡环节/140
6.2.7 *小相位系统和非*小相位系统/142
6.3 系统频率特性曲线的绘制/142
6.3.1 系统开环幅相频率特性曲线的绘制/143
6.3.2 系统开环对数频率特性曲线的绘制/146
6.3.3 根据对数幅频特性曲线确定传递函数/148
6.4 系统稳定性的频域判据/153
6.4.1 奈奎斯特稳定性判据/153
6.4.2 对数频率稳定性判据/154
6.4.3 稳定裕度/156
6.4.4 系统开环频率特性与系统性能的关系/159
6.5 频域分析相关命令/函数与实例/162
习题/166
第7章 自动控制系统的校正/172
7.1 校正的基本概念/172
7.1.1 控制系统的性能指标与校正/172
7.1.2 校正方式/173
7.1.3 基本校正规律/174
7.1.4 校正方法/177
7.2 校正装置/177
7.2.1 超前校正装置/177
7.2.2 滞后校正装置/179
7.2.3 滞后-超前校正装置/181
7.3 串联校正/184
7.3.1 串联超前校正/184
7.3.2 串联滞后校正/189
7.3.3 串联滞后-超前校正/193
7.4 系统校正相关命令/函数与实例/195
习题/202
第8章 线性离散系统分析/206
8.1 线性离散系统基础/206
8.1.1 离散系统的结构/206
8.1.2 信号的采样/208
8.1.3 信号的保持/210
8.2 线性离散控制系统的数学模型/212
8.2.1 线性差分方程/213
8.2.2 脉冲传递函数/215
8.3 线性离散控制系统的稳定性分析/222
8.3.1 线性离散控制系统稳定的充要条件/223
8.3.2 线性离散控制系统的稳定性判据/224
8.4 线性离散控制系统的时间响应/225
8.4.1 线性离散控制系统的动态响应/226
8.4.2 线性离散控制系统的稳态响应/232
8.5 离散系统分析相关命令/函数与实例/234
习题/240
参考文献/247