自動控制原理及應用

第1章 緒論 1.1 自動控制理論概述 1.2 自動控制系統(tǒng)的基本概念 1.2.1 自動控制系統(tǒng)的基本原理和基本概念 1.2.2 自動控制系統(tǒng)的控制方式 1.2.3 自動控制系統(tǒng)的組成 1.2.4 自動控制系統(tǒng)舉例 1.3 自動控制系統(tǒng)的分類 1.3.1 按輸入信號變化的規(guī)律分類 1.3.2 按系統(tǒng)傳輸信號對時間的關(guān)系分類 1.3.3 按系統(tǒng)的輸出量和輸入量間的關(guān)系分類 l.3.4 按系統(tǒng)中的參數(shù)對時間的變化情況分類 1.4 對自動控制系統(tǒng)的基本要求 1.5 自動控制系統(tǒng)實例分析 本章小結(jié)與練習第2章 拉普拉斯變換及其應用 2.1 拉普拉斯變換的概念 2.1.1 定義 2.1.2 常見函數(shù)的拉氏變換 2.2 常用的性質(zhì)和定理 2.2.1 線性性質(zhì) 2.2.2 微分定理 2.2.3 積分定理 2.2.4 位移性質(zhì)(也稱復位移性質(zhì)) 2.2.5 延遲定理(也稱實位移性質(zhì)) 2.2.6 初值定理 2.2.7 終值定理 2.3 拉氏反變換 本章小結(jié)與練習第3章 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型 3.1 控制系統(tǒng)的微分方程 3.1.1 電路系統(tǒng) 3.1.2 線性定常微分方程的求解 3.2 傳遞函數(shù) 3.2.1 傳遞函數(shù)的基本概念 3.2.2 傳遞函數(shù)的定義 3.2.3 傳遞函數(shù)的性質(zhì) 3.2.4 傳遞函數(shù)的求法 3.3 典型環(huán)節(jié)的數(shù)學模型及其動態(tài)響應 3.3.1 比例環(huán)節(jié) 3.3.2 積分環(huán)節(jié) 3.3.3 微分環(huán)節(jié) 3.3.4 慣性環(huán)節(jié) 3.3.5 振蕩環(huán)節(jié) 3.3.6 延遲環(huán)節(jié) 3.4 控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 3.4.1 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 3.4.2 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的繪制 3.4.3 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換和化簡 3.4.4 信號流圖與梅遜公式 3.5 自動控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 3.5.1 閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) 3.5.2 給定輸入信號R(s)作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù) 3.5.3 擾動信號Ⅳ(s)作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù) 3.5.4 閉環(huán)系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù) 本章小結(jié)與練習 任務訓練1 任務訓練2第4章 時域分析法 4.1 典型輸入信號及性能指標 4.1.1 典型輸入信號 4.1.2 典型初始狀態(tài) 4.1.3 典型時間響應 4.1.4 系統(tǒng)性能指標的定義 4.2 一階系統(tǒng)分析 4.2.1 一階系統(tǒng)的數(shù)學模型 4.2.2 一階系統(tǒng)的單位階躍響應 4.2.3 一階系統(tǒng)的單位階躍響應的性能指標 4.3 二階系統(tǒng)分析 4.3.1 二階系統(tǒng)的數(shù)學模型 4.3.2 二階系統(tǒng)的特征根及性質(zhì) 4.3.3 二階系統(tǒng)的單位階躍響應 4.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 4.4.1 穩(wěn)定的基本概念 4.4.2 穩(wěn)定的數(shù)學條件 4.4.3 勞斯判據(jù) 4.5 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差分析 4.5.1 誤差與穩(wěn)態(tài)誤差 4.5.2 穩(wěn)態(tài)誤差計算 4.5.3 系統(tǒng)型別 4.5.4 典型輸入信號r(t)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差與靜態(tài)誤差系數(shù) 4.5.5 干擾n(t)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 本章小結(jié)與練習 任務訓練3 任務訓練4第5章 控制系統(tǒng)的頻域分析法 5.1 系統(tǒng)頻率特性的基本概念 5.1.1 基本概念 5.1.2 頻率特性的性質(zhì) 5.1.3 頻率特性的圖形表示方法 5.2 典型環(huán)節(jié)的頻率特性 5.3 系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線的繪制 5.3.1 系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性及繪制步驟 5.3.2 系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性繪制舉例 5.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性的頻域分析 5.4.1 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù) 5.4.2 對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù) 5.4.3 穩(wěn)定裕量 5.4.4 動態(tài)性能的頻域分析 5.4.5 典型系統(tǒng)頻域分析 本章小結(jié)與練習 任務訓練5第6章 根軌跡法 6.1 根軌跡與根軌跡方程 6.1.1 根軌i亦的基本概念 6.1.2 根軌跡方程 6.2 繪制根軌跡的基本法則 6.2.1 根軌跡的個數(shù) 6.2.2 根軌跡的對稱性 6.2.3 根軌跡的起點和終點 6.2.4 實軸上的根軌跡 6.2.5 根軌跡的漸近線 6.2.6 起始角與終止角 6.2.7 分離點 6.2.8 分離角與會合角 6.2.9 虛軸交點 6.2.10 根之和 6.3 控制系統(tǒng)的根軌跡分析法 6.3.1 閉環(huán)零、極點與階躍響應的定性關(guān)系 6.3.2 利用主導極點估算系統(tǒng)性能指標 6.3.3 根軌跡的改造對系統(tǒng)的影響 6.3.4 根軌跡法系統(tǒng)動態(tài)特性中的應用 本章小結(jié)與練習第7章 自動控制系統(tǒng)的校正 7.1 系統(tǒng)校正概述 7.1.1 系統(tǒng)校正的基本概念 7.1.2 系統(tǒng)校正的方式 7.1.3 常用校正裝置 7.1.4 系統(tǒng)指標的確定 7.2 串聯(lián)校正 7.2.1 比例(P)校正 7.2.2 比例一微分(PD)校正 7.2.3 比例一積分(PI)校正 7.2.4 比例一積分一微分(PID)校正 7.3 反饋校正 7.3.1 反饋校正的原理 7.3.2 反饋校正的分類與應用 7.4 復合校正 7.4.1 按輸入補償?shù)膹秃闲Ｕ? 7.4.2 按擾動補償?shù)膹秃闲Ｕ? 7.5 自動控制系統(tǒng)的一般設計方法 7.5.1 自動控制系統(tǒng)設計的基本步驟 7.5.2 系統(tǒng)固有部分開環(huán)頻率特性的確定 7.5.3 系統(tǒng)預期開環(huán)對數(shù)頻率特性的確定 本章小結(jié)與練習第8章 直流調(diào)速系統(tǒng) 8.1 單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng) 8.1.1 系統(tǒng)的組成 8.1.2 系統(tǒng)的框圖 8.1.3 系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)過程 8.1.4 系統(tǒng)的性能分析 8.2 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 8.2.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 8.2.2 系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 8.2.3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理和自動調(diào)節(jié)過程 8.2.4 系統(tǒng)性能分析 8.2.5 系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 8.2.6 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點 8.2.7 給定積分器的應用 8.3 任務訓練——轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設計實例 本章小結(jié)與練習 任務訓練6參考文獻