自動控制系統(tǒng)及應用

第1章 自動控制系統(tǒng)的一般概念 
　1.1 自動控制的含義 
　1.2 自動控制系統(tǒng)的基本原理 
　　1.2.1 自動控制系統(tǒng)的基本原理 
　　1.2.2 開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng) 
　1.3 自動控制系統(tǒng)的基本組成 
　1.4 自動控制系統(tǒng)的基本類型 
　　1.4.1 按照輸入量的變化規(guī)律來分 
　　1.4.2 按照系統(tǒng)傳遞信號對時間的關系來分 
　　1.4.3 按照系統(tǒng)輸出量和輸入量的關系來分 
　1.5 對自動控制系統(tǒng)的基本要求 
　1.6 習題 
第2章 自動控制系統(tǒng)的基本部件 
　2.1 常用的檢測元件 
　　2.1.1 溫度檢測元件 
　　2.1.2 線位移檢測元件 
　　2.1.3 角位移檢測元件 
　　2.1.4 轉速檢測元件 
　2.2 伺服電動機 
　　2.2.1直流伺服電動機 
　　2.2.2 交流伺服電動機 
　2.3 晶閘管直流交流調壓電路 
　　2.3.1晶閘管 
　　2.3.2 單相橋式全控整流電路 
　　2.3.3 三相可控整流電路 
　　2.3.4 晶閘管的觸發(fā)電路與保護電路 
　　2.3.5 交流調壓電路 
　2.4 大功率晶體管脈寬調制(pwm)型直流調壓電路 
　　2.4.1 dc—dc變換器 
　　2.4.2 大功率晶體管 
　　2.4.3 大功率晶體管脈寬調制型直流調壓電路 
　2.5 正弦脈寬調制的交—直—交變壓變頻電路 
　　2.5.1 電路的組成 
　　2.5.2 正弦脈寬調制(spwm)交流變壓變頻電路的基本原理 
　2.6 常用的調節(jié)器 
　　2.6.1 比例(p)調節(jié)器 
　　2.6.2 積分(i)調節(jié)器 
　　2.6.3 比例積分(pi)調節(jié)器 
　　2.6.4 比例積分微分(pid)調節(jié)器 
　2.7 習題 
第3章 典型自動控制系統(tǒng)的工作原理 
　3.1 水位控制系統(tǒng) 
　　3.1.1 系統(tǒng)的組成 
　　3.1.2 系統(tǒng)的工作原理 
　3.2 具有轉速負反饋的晶閘管直流調速系統(tǒng) 
　　3.2.1 系統(tǒng)的組成 
　　3.2.2 系統(tǒng)的工作原理 
　3.3 具有電壓負反饋和電流正反饋的晶閘管直流調速系統(tǒng) 
　　3.3.1 電壓負反饋調速系統(tǒng) 
　　3.3.2 電壓負反饋和電流正反饋的直流調速系統(tǒng) 
　3.4 轉速與電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng) 
　　3.4.1 系統(tǒng)的組成 
　　3.4.2 系統(tǒng)的工作原理 
　3.5 晶閘管交流調壓位置隨動系統(tǒng) 
　　3.5.1 系統(tǒng)的組成 
　　3.5.2 系統(tǒng)的工作原理 
　　3.5.3 位置隨動系統(tǒng)與調速系統(tǒng)的比較 
　3.6 全控型電力電子器件組成的spwm變壓變頻調速系統(tǒng) 
　　3.6.1 變頻調速的基本控制方式 
　　3.6.2 模擬式spwm變壓變頻調速系統(tǒng) 
　　3.6.3 微機控制的spwm變壓變頻調速系統(tǒng)簡介 
　3.7 習題 
第4章 拉普拉斯變換 
　4.1 拉氏變換 
　　4.1.1 拉氏變換的定義 
　　4.1.2 典型時間函數(shù)的拉氏變換 
　4.2 拉氏變換的性質 
　　4.2.1 線性性質 
　　4.2.2 實數(shù)域的位移定理(延時定理) 
　　4.2.3 復數(shù)域的位移性質(平移定理) 
　　4.2.4 相似性質 
　　4.2.5 原函數(shù)導數(shù)的象函數(shù)(微分定理) 
　　4.2.6 原函數(shù)積分的象函數(shù)(積分定理) 
　　4.2.7 終值定理 
　　4.2.8 初值定理 
　　4.2.9 卷積定理 
　4.3 拉氏反變換 
　　4.3.1 拉氏反變換的概念 
　　4.3.2 部分分式展開法 
　4.4 用拉氏變換解線性定常微分方程 
　4.5 習題 
第5章 系統(tǒng)的數(shù)學模型
　5.1 傳遞函數(shù) 
　　5.1.1 傳遞函數(shù)的定義 
　　5.1.2 傳遞函數(shù)的求法 
　　5.1.3 傳遞函數(shù)的性質 
　5.2 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) 
　　5.2.1 比例環(huán)節(jié) 
　　5.2.2 慣性環(huán)節(jié) 
　　5.2.3 微分環(huán)節(jié) 
　　5.2.4 積分環(huán)節(jié) 
　　5.2.5 振蕩環(huán)節(jié) 
　　5.2.6 延時環(huán)節(jié) 
　5.3 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖及其簡化 
　　5.3.1 傳遞函數(shù)方框圖 
　　5.3.2 傳遞函數(shù)方框圖的等效變換 
　　5.3.3 直流電動機與伺服電動機的傳遞函數(shù) 
　5.4 反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 
　　5.4.1 輸入量作用下系統(tǒng)傳遞函數(shù)和系統(tǒng)的輸出 
　　5.4.2 擾動量作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)和系統(tǒng)的輸出 
　　5.4.3 輸入量和擾動量同時作用時系統(tǒng)總的輸出 
　5.5 典型自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型 
　　5.5.1 水位控制系統(tǒng) 
　　5.5.2 具有轉速負反饋的直流調速系統(tǒng) 
　　5.5.3 轉速及電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng) 
　　5.5.4 位置隨動系統(tǒng) 
　5.6 習題 
第6章 頻率特性 
　6.1 頻率特性的基本概念 
　　6.1.1 頻率響應與頻率特性 
　　6.1.2 頻率特性與傳遞函數(shù)的關系 
　　6.1.3 頻率特性的求法 
　6.2 頻率特性的圖示方法 
　　6.2.1 頻率特性的極坐標圖 
　　6.2.2 頻率特性的對數(shù)坐標圖 
　6.3 最小相位系統(tǒng)和非最小相位系統(tǒng) 
　　6.3.1 最小相位傳遞函數(shù)與最小相位系統(tǒng) 
　　6.3.2 產(chǎn)生非最小相位的環(huán)節(jié) 
　6.4　系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性 
　　6.4.1 閉環(huán)頻率特性 
　　6.4.2 頻率特性的特征量 
　6.5 習題 
第7章 自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 
　7.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性的初步概念 
　　7.1.1 穩(wěn)定的概念和定義 
　　7.1.2 造成系統(tǒng)不穩(wěn)定的原因 
　　7.1.3 系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件 
　7.2 勞斯穩(wěn)定判據(jù) 
　7.3 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù) 
　　7.3.1 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù) 
　　7.3.2 奈氏判據(jù)應用舉例 
　　7.3.3 穿越的概念 
　　7.3.4 對數(shù)頻率判據(jù) 
　7.4 系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性 
　　7.4.1 相位裕量 
　　7.4.2 幅值裕量 
　7.5 典型自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 
　　7.5.1 二階系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 
　　7.5.2 典型三階系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 
　　7.5.3 延遲環(huán)節(jié)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響 
　7.6 習題 
第8章 自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析 
　8.1 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的概念 
　　8.1.1 系統(tǒng)的誤差與偏差
　　8.1.2 誤差的一般計算 
　　8.1.3 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)偏差 
　8.2 與輸入信號有關的穩(wěn)態(tài)誤差 
　　8.2.1 跟蹤穩(wěn)態(tài)誤差essr 
　　8.2.2 與系統(tǒng)結構參數(shù)的關系 
　　8.2.3 與之間的系統(tǒng) 
　　8.2.4 由系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能 
　8.3 擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 
　　8.3.1 擾動穩(wěn)態(tài)誤差的求取 
　　8.3.2 擾動穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)結構參數(shù)間的關系 
　8.4 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析舉例 
　8.5 習題 
第9章 瞬態(tài)響應分析
　9.1 時間響應的概念 
　　9.1.1 控制系統(tǒng)典型的輸入信號 
　　9.1.2 瞬態(tài)響應和穩(wěn)態(tài)響應 
　9.2 一階系統(tǒng)的時間響應 
　　9.2.1 一階系統(tǒng)的數(shù)學模型 
　　9.2.2 一階系統(tǒng)的單位階躍響應 
　　9.2.3 一階系統(tǒng)的單位脈沖響應 
　　9.2.4 響應之間的關系 
　9.3 二階系統(tǒng)的時間響應
　　9.3.1 典型二階系統(tǒng)的數(shù)學模型 
　　9.3.2 二階系統(tǒng)的單位階躍響應 
　9.4 瞬態(tài)響應的性能指標 
　　9.4.1 性能指標及其計算 
　　9.4.2 二階系統(tǒng)計算舉例 
　9.5 頻域性能指標與時域性能指標間的關系 
　　9.5.1 相對諧振峰值與控制系統(tǒng)振蕩性能指標間的關系 
　　9.5.2 諧振頻率及帶寬與時域性能指標間的關系 
　　9.5.3 相位裕量及穿越頻率與時域性能指標之間的關系 
　9.6 習題 
第10章 自動控制系統(tǒng)的校正 
　10.1 系統(tǒng)的校正 
　　10.1.1 校正的含義 
　　10.1.2 校正的實質 
　　10.1.3 校正方式 
　10.2 串聯(lián)校正 
　　10.2.1 相位超前校正 
　　10.2.2 相位滯后校正 
　　10.2.3 相位滯后—超前校正 
　10.3 pid校正 
　　10.3.1 pid控制規(guī)律分析 
　　10.3.2 pid調節(jié)器的設計 
　10.4 反饋校正 
　　10.4.1 反饋校正的作用 
　　10.4.2 反饋校正應用舉例 　
　10.5 順饋補償 
　　10.5.1 輸入順饋補償 
　　10.5.2 擾動順饋補償 
　10.6 習題 
參考文獻