自動控制原理

第一章 引論
1.1 自動控制的基本原理.
1.1.1 自動控制和自動控制系統(tǒng)
1.1.2 自動控制系統(tǒng)的工作原理
1.1.3 自動控制系統(tǒng)的基本控制方式
1.2 自動控制系統(tǒng)示例.
1.2.1 液位控制系統(tǒng)
1.2.2 溫度控制系統(tǒng)
1.2.3 轉速自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)
1.2.4 自整角機位置隨動系統(tǒng)
1.2.5 熱工水溫控制系統(tǒng)
1.3 自動控制系統(tǒng)的類型
1.3.1 按控制方式分類
1.3.2 按執(zhí)行部件分類
1.3.3 按系統(tǒng)信號特性分類


第一章  引論
  1.1  自動控制的基本原理.
    1.1.1  自動控制和自動控制系統(tǒng)
    1.1.2  自動控制系統(tǒng)的工作原理
    1.1.3  自動控制系統(tǒng)的基本控制方式
  1.2  自動控制系統(tǒng)示例.
    1.2.1  液位控制系統(tǒng)
    1.2.2  溫度控制系統(tǒng)
    1.2.3  轉速自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)
    1.2.4  自整角機位置隨動系統(tǒng)
    1.2.5  熱工水溫控制系統(tǒng)
  1.3  自動控制系統(tǒng)的類型
    1.3.1  按控制方式分類
    1.3.2  按執(zhí)行部件分類
    1.3.3  按系統(tǒng)信號特性分類
    1.3.4  按控制參量分類
    1.3.5  按系統(tǒng)性能分類
    1.3.6  按輸入量變化規(guī)律分類
  1.4  自動控制系統(tǒng)的基本要求
  1.5  自動控制系統(tǒng)的術語和定義
  習題一
第二章  控制系統(tǒng)數(shù)學模型.
  2.1  控制系統(tǒng)時域數(shù)學模型
    2.1.1  電路元件微分方程
    2.1.2  彈簧一質(zhì)量一阻尼器系統(tǒng)的微分方程
    2.1.3  機械傳動系統(tǒng)的微分方程
    2.1.4  直流電動機電樞控制方式微分方程
    2.1.5  控制系統(tǒng)微分方程的列寫步驟
  2.2  控制系統(tǒng)的復數(shù)域數(shù)學模型
    2.2.1  傳遞函數(shù)
    2.2.2  傳遞函數(shù)的幾種表達形式
    2.2.3  傳遞函數(shù)的性質(zhì)
  2.3  典型環(huán)節(jié)的數(shù)學模型
    2.3.1  典型元件的傳遞函數(shù)
    2.3.2  最小相位環(huán)節(jié)和非最小相位環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)
    2.3.3  各環(huán)節(jié)間負載效應 
  2.4  控制系統(tǒng)結構圖
    2.4.1  結構圖的組成和繪制
    2.4.2  結構圖的等效變換和簡化規(guī)則
    2.4.3  結構圖的化簡
  2.5  控制系統(tǒng)的信號流圖
    2.5.1  信號流圖的組成及術語
    2.5.2  信號流圖的性質(zhì)
    2.5.3  信號流圖的繪制和化簡
    2.5.4  梅遜(Mason)公式
  2.6  閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
    2.6.1  系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)
    2.6.2  系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)
  習題二
第三章  控制系統(tǒng)時域分析法
  3.1  系統(tǒng)時域性能指標
    3.1.1  典型輸入信號
    3.1.2  時域性能指標
  3.2  一階系統(tǒng)時域分析
    3.2.1  一階系統(tǒng)數(shù)學模型
    3.2.2  一階系統(tǒng)的單位階躍響應
    3.2.3  一階系統(tǒng)的單位脈沖響應
    3.2.4  一階系統(tǒng)的單位斜坡(速度)響應
    3.2.5  一階系統(tǒng)的單位拋物線(加速度)響應
  3.3  二階系統(tǒng)的時域分析
    3.3.1  二階系統(tǒng)的數(shù)學模型
    3.3.2  二階系統(tǒng)的單位階躍響應
    3.3.3  二階系統(tǒng)動態(tài)性能指標計算
    3.3.4  二階系統(tǒng)的單位斜坡響應
    3.3.5  改善二階系統(tǒng)動態(tài)性能的措施
  3.4  高階系統(tǒng)的時域分析
    3.4.1  高階系統(tǒng)單位階躍響應
    3.4.2  閉環(huán)主導極點
  3.5  線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
    3.5.1  穩(wěn)定性的基本概念
    3.5.2  線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件
    3.5.3  勞斯穩(wěn)定判據(jù)
    3.5.4  勞斯穩(wěn)定判據(jù)的應用
  3.6  線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算
    3.6.1  誤差與穩(wěn)態(tài)誤差
    3.6.2  終值定理法計算穩(wěn)態(tài)誤差
    3.6.3  靜態(tài)誤差系數(shù)法計算穩(wěn)態(tài)誤差
    3.6.4  擾動信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差分析
    3.6.5  減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施
  習題三
第四章  控制系統(tǒng)的根軌跡法
  4.1  根軌跡的基本概念
    4.1.1  根軌跡的涵義
    4.1.2  根軌跡與系統(tǒng)性能分析
    4.1.3  閉環(huán)零、極點與開環(huán)零、極點之間的關系
    4.1.4  根軌跡的條件
  4.2  常規(guī)根軌跡的繪制法則
  4.3  廣義根軌跡
    4.3.1  參數(shù)根軌跡
    4.3.2  零度根軌跡
  4.4  根軌跡系統(tǒng)性能分析
    4.4.1  條件穩(wěn)定系統(tǒng)的分析
    4.4.2  閉環(huán)零、極點和系統(tǒng)的瞬態(tài)性能分析
    4.4.3  開環(huán)零、極點對根軌跡形狀的影響
  習題四
第五章  控制系統(tǒng)的頻域分析
  5.1  頻率特性的定義及表示形式
  5.2  典型環(huán)節(jié)的幅相頻率特性
    5.2.1  基本概念
    5.2.2  幅相頻率特性曲線
  5.3  典型環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性
    5.3.1  半對數(shù)坐標
    5.3.2  對數(shù)頻率特性
  5.4  開環(huán)系統(tǒng)的幅相頻率特性曲線繪制
  5.5  開環(huán)系統(tǒng)對數(shù)頻率特性曲線繪制
    5.5.1  對數(shù)頻率特性曲線繪制方法
    5.5.2  最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)
  5.6  奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
    5.6.1  理論基礎
    5.6.2  穩(wěn)定判據(jù)
    5.6.3  開環(huán)傳遞函數(shù)中含有積分環(huán)節(jié)和等幅振蕩環(huán)節(jié)時的奈氏穩(wěn)定判據(jù)應用
  5.7  對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)
    5.7.1  開環(huán)幅相特性與對數(shù)頻率特性之間的關系
    5.7.2  穩(wěn)定判據(jù)
  5.8  頻域穩(wěn)定裕度
  5.9  用頻率特性分析系統(tǒng)品質(zhì)
    5.9.1  閉環(huán)頻率特性及其特征量
    5.9.2  頻域性能指標與時域性能指標的關系
  5.10  系統(tǒng)傳遞函數(shù)的實驗法
  習題五
第六章  控制系統(tǒng)的校正.
  6.1  系統(tǒng)設計與校正問題
    6.1.1  系統(tǒng)的性能指標
    6.1.2  系統(tǒng)的校正方式
    6.1.3  基本控制規(guī)律
  6.2  常用校正裝置及其特性
    6.2.1  超前校正裝置
    6.2.2  滯后校正裝置
    6.2.3  滯后一超前校正裝置
  6.3  串聯(lián)校正
    6.3.1  串聯(lián)超前校正
    6.3.2  串聯(lián)滯后校正
    6.3.3  串聯(lián)滯后一超前校正
  6.4  并聯(lián)校正
    6.4.1  并聯(lián)校正原理
    6.4.2  并聯(lián)校正設計
  習題六
第七章  線性離散系統(tǒng)的分析
  7.1  離散系統(tǒng)的基本概念
    7.1.1  采樣控制系統(tǒng)
    7.1.2  數(shù)字控制系統(tǒng)
    7.1.3  離散控制系統(tǒng)特點
  7.2  信號采樣與保持
    7.2.1  信號的采樣
    7.2.2  信號保持
  7.3  Z變換
    7.3.1  Z變換的定義
    7.3.2  Z變換的方法
    7.3.3  Z變換的基本性質(zhì)
    7.3.4  Z反變換
  7.4  離散系統(tǒng)的數(shù)學模型
    7.4.1  線性常系數(shù)差分方程及其解法
    7.4.2  脈沖傳遞函數(shù)
    7.4.3  開環(huán)系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)
    7.4.4  閉環(huán)系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)
  7.5  離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)誤差
    7.5.1  s域到z域的映射
    7.5.2  線性定常離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件
    7.5.3  離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)
    7.5.4  離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
  7.6  離散系統(tǒng)的動態(tài)性能分析
    7.6.1  離散系統(tǒng)的時間響應
    7.6.2  采樣器和保持器對動態(tài)性能的影響
  習題七 
附錄A  拉氏變換和拉氏反變換
附錄B  MATLAB系統(tǒng)與常用函數(shù)