控制系统动力学讲义

目录前言第1章绪论11.1引言11.1.1自动控制在我国社会主义建设与国防事业中的作用11.1.2控制系统动力学的任务21.1.3控制系统动力学与其他学科之关系41.1.4研究与学习控制系统动力学的方法51.1.5自动控制的简单发展史61.2控制系统中常用的基本元件81.2.1控制系统的动作机理与职能元件81.2.2控制对象91.2.3敏感元件与比较元件191.2.4放大机构231.2.5校正与变换元件341.3控制系统举例431.3.1直流随动系统431.3.2汽轮机调速系统451.3.3飞机纵向自动驾驶仪方程481.4控制系统动力学中的基本概念491.4.1控制系统的一些分类491.4.2两种常见的控制原则531.4.3其他一些基本概念541.5思考题与习题54第2章拉普拉斯变换传递函数与频率特性582.1拉普拉斯变换介绍582.1.1拉普拉斯变换及其逆变换582.1.2拉普拉斯变换的基本性质612.1.3一个广义函数及其性质652.1.4一个拉普拉斯变换小字典与有理函数像的原函数求法682.1.5代数多项式的近似因式分解712.1.6应用拉普拉斯变换解常系数线性微分方程782.2传递函数及结构变换812.2.1单位脉冲响应及其意义812.2.2传递函数及其运算与结构变换规则832.2.3系统的动力学环节与结构图872.2.4三个系统的结构图922.3频率特性及其描述952.3.1频率特性及其物理意义952.3.2初等环节之频率特性972.3.3对数频率特性及其某些规定1062.3.4几个初等环节的对数特性*线1092.3.5若干环节串联后之对数特性的绘制1132.4思考题与习题119第3章常系数线性系统(一)——解析方法1243.1常系数线性系统的稳定性1243.1.1常系数线性系统的特征1243.1.2系统稳定性与渐近稳定性之概念1253.1.3常系数线性系统的解的结构1273.1.4特征根实部符号之判定——赫尔维茨(Hurwitz)判据1303.1.5赫尔维茨判据的一种算表——劳斯(Routh)表1333.2系统稳定参数之选择1353.2.1参数空间的稳定性区域与具一定稳定裕度之区域1353.2.2三阶系统1413.3李雅普诺夫第二方法与扰动解估计1453.3.1李雅普诺夫第二方法基础1453.3.2李雅普诺夫第二方法与线性系统之扰动解之估计1493.3.3线性系统理论之可用性1523.4线性常系数系统设计的解析方法1543.4.1积分平方误差问题的提法1543.4.2积分平方误差的计算I1583.4.3积分平方误差的计算II1603.4.4昀优参数选择与例1653.5思考题与习题169第4章常系数线性系统(二)——频率法、根轨迹法1724.1特征*线、米哈伊洛夫判据与稳定性区域划分1724.1.1特征*线与米哈伊洛夫判据1724.1.2单参数区域划分、临界放大系数1754.1.3双参数区域的D-域分划规则1804.2反馈系统及其镇定1844.2.1柯西辐角原理与奈奎斯特(Nyquist)判据1844.2.2对数特性下的判据1884.2.3随动系统之串联镇定1914.3调节系统的过渡过程及其品质指标1974.3.1调节系统的品质指标1974.3.2频率特性与过渡过程之关系2014.3.3梯形法建立过渡过程*线与品质之近似判定2054.3.4计算过渡过程之例2154.4调节系统的校正综合2174.4.1综合的基本思想2174.4.2昀佳过渡过程及对应传递函数与频率特性2184.4.3预期频率特性的建立2234.4.4串联校正综合2274.4.5反馈校正2324.4.6反馈校正之例2384.5根轨迹法的建立与应用2434.5.1根轨迹与根轨迹法的建立2434.5.2建立根轨迹图之例2504.5.3借助于根轨迹图进行计算I2524.5.4利用根轨迹图法进行计算II2574.5.5昀后的算例2624.6思考题与习题268第5章非线性控制系统分析2735.1非线性系统通论2735.1.1非线性系统的一般特征2735.1.2控制系统中原件的非线性特性2765.2研究非线性系统的相空间方法2805.2.1相平面上的奇点2815.2.2有死区与间隙的继电伺服系统2845.2.3自振与点变换方法2895.2.4点变换之例2935.3谐波平衡法与求自振2975.3.1谐波平衡法基础2975.3.2谐波线性化与等效放大系数3005.3.3应用米哈伊洛夫*线及代数判据确定非线性系统中的自振3055.3.4周期解之稳定性与自振3085.3.5利用等效放大系数*线确定自振及判断其稳定性的频率方法3115.4非线性特性对随动系统的影响3135.4.1随动系统方程3135.4.2电动机输出力矩有饱和之问题3165.4.3电动机输出力矩有死区有饱和的情形3205.4.4干摩擦的影响3235.4.5平方阻尼之影响3265.4.6传动机构有间隙的影响3275.5思考题与习题333参考文献337后记338