控制理論基礎

1 概述
1.1 簡況
1.2 自動控制的基本方式
1.2.1 開環(huán)控制
1.2.2 閉環(huán)控制
1.2.3 閉環(huán)控制的組成
1.3 自動控制系統(tǒng)的工作原理
1.3.1 速度控制系統(tǒng)
1.3.2 水位控制系統(tǒng)
1.3.3 位置隨動系統(tǒng)
1.4 對控制系統(tǒng)的性能要求
1.4.1 穩(wěn)定性
1.4.2 快速性
1.4.3 精確性
習題1
2 控制系統(tǒng)的微分方程
2.1 建立系統(tǒng)微分方程的一般方法和步驟
2.1.1 微分方程的一般特征
2.1.2 建立微分方程的一般步驟
2.1.3 理想元件的微分方程描述
2.1.4 機械系統(tǒng)的微分方程
2.1.5 電氣系統(tǒng)的微分方程
2.1.6 機電系統(tǒng)的微分方程
2.2 線性系統(tǒng)及其齊次性和疊加性
2.2.1 線性系統(tǒng)
2.2.2 線性系統(tǒng)的齊次性
2.2.3 線性系統(tǒng)的疊加性
2.3 非線性數(shù)學模型線性化
2.3.1 線性化的基本概念
2.3.2 小偏差線性化
2.3.3 線性化的數(shù)學意義和步驟
習題2
3 傳遞函數(shù)
3.1 數(shù)學工具--拉普拉斯變換與反變換
3.1.1 拉氏變換的基本概念
3.1.2 拉氏變換基本定理
3.1.3 拉氏反變換
3.1.4 拉氏變換應用舉例
3.2 傳遞函數(shù)
3.2.1 傳遞函數(shù)的定義和性質
3.2.2 傳遞函數(shù)的零點和極點
3.2.3 典型環(huán)節(jié)的分類
3.2.4 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)
3.3 系統(tǒng)方塊圖及其傳遞函數(shù)
3.3.1 方塊圖的組成
3.3.2 方塊圖的繪制
3.3.3 利用方塊圖的簡化求取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
3.3.4 利用梅遜公式求取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
3.4 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
3.4.1 系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)
3.4.2 閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
3.4.3 閉環(huán)系統(tǒng)的偏差傳遞函數(shù)
習題3
4 時間響應分析
4.1 時間響應及其性能指標
4.1.1 時間響應的概念
4.1.2 典型信號的時間響應
4.1.3 任意輸入函數(shù)作用下的系統(tǒng)響應
4.1.4 時間響應的性能指標
4.2 一階系統(tǒng)的時間響應
4.2.1 單位階躍響應
4.2.2 單位斜坡響應
4.2.3 單位脈沖響應
4.3 二階系統(tǒng)的時間響應
4.3.1 單位階躍響應
4.3.2 單位斜坡響應
4.3.3 單位脈沖響應
4.4 高階系統(tǒng)的時間響應
4.4.1 三階系統(tǒng)的單位階躍響應
4.4.2 高階系統(tǒng)的主導極點
4.4.3 高階系統(tǒng)的時間響應分析
習題4
5 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其時域判據(jù)
6 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
7 根軌跡分析法
8 頻率響應法
9 控制系統(tǒng)的校正
參考文獻