自动控制原理学习辅导——知识精粹、习题详解、考研真题(孙优贤)(第二版)

1 概述 1.1 本章基本要求 001 1.2 本章知识点与重要公式 001 1.2.1 一些重要的概念 001 1.2.2 控制系统的基本结构形式 002 1.2.3 控制系统的分类 002 1.2.4 控制系统的组成与方块图 003 1.2.5 小结 003 1.3 典型例题精选 004 1.4 习题一 008 1.5 自测题一 011 1.5.1 问答题 011 1.5.2 分析题 011 2 连续时间控制系统的数学模型 2.1 本章基本要求 013 2.2 本章知识点与重要公式 013 2.2.1 动态系统的微分方程模型 013 2.2.2 基于泰勒级数展开的非线性系统线性化方法 015 2.2.3 相似系统 016 2.2.4 动态系统的状态空间模型 016 2.2.5 动态系统的传递函数模型 017 2.2.6 系统方块图 018 2.2.7 信号流图与梅逊公式 019 2.2.8 微分方程、传递函数与状态空间模型之间的相互转换 021 2.2.9 状态变换和状态变换中的特征值的不变性 024 2.2.10 小结 024 2.3 典型例题精选 025 2.4 习题二 053 2.5 自测题二 060 2.5.1 问答题 060 2.5.2 选择题 060 2.5.3 分析题 061 3 线性系统的时域分析法 3.1 本章基本要求 064 3.2 本章知识点精粹与重要公式 064 3.2.1 典型输入 064 3.2.2 微分方程的拉氏变换求解 065 3.2.3 控制系统的时域性能指标 066 3.2.4 一阶系统时域分析 068 3.2.5 二阶系统时域分析 068 3.2.6 高阶系统时域分析 070 3.2.7 常规控制器及其对系统的影响 070 3.2.8 状态方程的求解与分析 071 3.2.9 被控对象的实验建模 072 3.2.10 时域分析方法小结 073 3.3 典型例题精选 074 3.4 习题三 083 3.5 自 测题三 088 3.5.1 问答题 088 3.5.2 填空与选择题 088 3.5.3 分析题 089 4 连续时间控制系统的稳定性与稳态误差 4.1 本章基本要求 092 4.2 本章知识点与重要公式 092 4.2.1 稳定性 092 4.2.2 劳斯判据 092 4.2.3 稳态误差 094 4.2.4 反馈控制系统的 “型” 095 4.2.5 稳态误差系数 095 4.2.6 等效单位负反馈系统 096 4.2.7 系统稳定性分析小结 097 4.3 典型例题精选 098 4.4 习题四 105 4.5 自测题四 107 4.5.1 问答题 107 4.5.2 分析题 107 5 根轨迹分析法 5.1 本章基本要求 109 5.2 本章知识点与重要公式 109 5.2.1 基本概念 109 5.2.2 绘制根轨迹的基本法则 110 5.2.3 广义根轨迹 113 5.2.4 基于根轨迹的系统性能分析 115 5.2.5 基于根轨迹的补偿器设计 115 5.2.6 根轨迹方法小结 116 5.3 典型例题精选 117 5.4 习题五 139 5.5 自测题五 142 5.5.1 问答题 142 5.5.2 分析题 143 6 频率特性分析法 6.1 本章基本要求 145 6.2 本章知识点与重要公式 145 6.2.1 频率特性的定义 145 6.2.2 频率特性的图示法 146 6.2.3 由对数频率特性曲线确定系统传递函数原则 148 6.2.4 奈奎斯特 (Nyquist)稳定性判据 149 6.2.5 频域指标与时域指标的关系 151 6.2.6 频率特性分析方法小结 152 6.3 典型例题精选 153 6.4 习题六 166 6.5 自测题 170 6.5.1 问答题 170 6.5.2 分析题 170 7 线性离散时间控制系统分析与综合 7.1 本章基本要求 173 7.2 本章知识点与重要公式 173 7.2.1 采样过程与采样定理 173 7.2.2 Z 变换基础 174 7.2.3 线性离散系统的数学描述及求解 175 7.2.4 离散系统的分析与设计 178 7.2.5 数字控制系统简介 181 7.2.6 离散控制系统小结 182 7.3 典型例题精选 183 7.4 习题七 195 7.5 自测题 199 7.5.1 问答题 199 7.5.2 分析题 200 8 线性定常系统的状态空间分析法 8.1 本章基本要求 203 8.2 本章知识点与重要公式 203 8.2.1 能控性及其判别 203 8.2.2 能观性及其判别 204 8.2.3 对偶系统及对偶原理 205 8.2.4 状态空间模型的几种规范型 205 8.2.5 线性定常系统的结构分解 207 8.2.6 状态空间描述与传递函数描述的关系 209 8.2.7 状态反馈控制 209 8.2.8 状态观测器 210 8.2.9 分离原理 211 8.2.10 *优控制基础 211 8.2.11 线性定常系统状态空间分析方法小结 212 8.3 典型例题精选 212 8.4 习题八 231 8.5 自测题 235 8.5.1 问答题 235 8.5.2 分析题 236 9 非线性系统分析 9.1 本章基本要求 237 9.2 本章知识点与重要公式 237 9.2.1 相平面分析方法 237 9.2.2 描述函数分析方法 238 9.2.3 李雅普诺夫 (Lyapunov)分析方法 240 9.2.4 本章小结 241 9.3 典型例题精选 242 9.4 习题九 253 9.5 自测题 254 9.5.1 问答题 254 9.5.2 分析题 255 附录 附录1 部分习题参考答案 256 附录2 各章自测题部分参考答案 273 附录3 浙江大学控制科学与工程学院近年硕士研究生入学试题 280 附录4 浙江大学控制科学与工程学院近年硕士研究生入学试题部分参考答案 312 参考书目