自動控制原理學(xué)習(xí)輔導(dǎo)：知識精粹、習(xí)題詳解、考研真題

1概述1 1.1本章基本要求1 1.2本章知識點(diǎn)與重要公式1 1.2.1一些重要的概念1 1.2.2控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)形式2 1.2.3控制系統(tǒng)的分類2 1.2.4控制系統(tǒng)的組成與方塊圖2 1.2.5小結(jié)2 1.3典型例題精選3 1.4習(xí)題一7 1.5自測題一10 2連續(xù)時(shí)間控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型12 2.1本章基本要求12 2.2本章知識點(diǎn)與重要公式12 2.2.1動態(tài)系統(tǒng)的微分方程模型12 2.2.2基于泰勒級數(shù)展開的非線性系統(tǒng)線性化方法14 2.2.3相似系統(tǒng)14 2.2.4動態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型15 2.2.5動態(tài)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型16 2.2.6系統(tǒng)方塊圖16 2.2.7信號流圖與梅遜公式17 2.2.8微分方程、傳遞函數(shù)與狀態(tài)空間模型之間的相互轉(zhuǎn)換19 2.2.9狀態(tài)變換和狀態(tài)變換中的特征值的不變性22 2.2.10小結(jié)22 2.3典型例題精選23 2.4習(xí)題二49 2.5自測題二56 3線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法60 3.1本章基本要求60 3.2本章知識點(diǎn)精粹與重要公式60 3.2.1典型輸入60 3.2.2微分方程的拉氏變換求解61 3.2.3控制系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)62 3.2.4一階系統(tǒng)時(shí)域分析63 3.2.5二階系統(tǒng)時(shí)域分析64 3.2.6高階系統(tǒng)時(shí)域分析65 3.2.7常規(guī)控制器及其對系統(tǒng)的影響66 3.2.8狀態(tài)方程的求解與分析66 3.2.9被控對象的實(shí)驗(yàn)建模67 3.2.10時(shí)域分析方法小結(jié)68 3.3典型例題精選69 3.4習(xí)題三78 3.5自測題三82 4連續(xù)時(shí)間控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差86 4.1本章基本要求86 4.2本章知識點(diǎn)與重要公式86 4.2.1穩(wěn)定性86 4.2.2勞斯判據(jù)86 4.2.3穩(wěn)態(tài)誤差88 4.2.4反饋控制系統(tǒng)的“型”89 4.2.5穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)89 4.2.6等效單位負(fù)反饋系統(tǒng)90 4.2.7系統(tǒng)穩(wěn)定性分析小結(jié)90 4.3典型例題精選91 4.4習(xí)題四98 4.5自測題四100 5根軌跡分析法102 5.1本章基本要求102 5.2本章知識點(diǎn)與重要公式102 5.2.1基本概念102 5.2.2繪制根軌跡的基本法則103 5.2.3廣義根軌跡106 5.2.4基于根軌跡的系統(tǒng)性能分析107 5.2.5基于根軌跡的補(bǔ)償器設(shè)計(jì)108 5.2.6根軌跡方法小結(jié)108 5.3典型例題精選109 5.4習(xí)題五130 5.5自測題五133 6頻率特性分析法136 6.1本章基本要求136 6.2本章知識點(diǎn)與重要公式136 6.2.1頻率特性的定義136 6.2.2頻率特性的圖示法136 6.2.3由對數(shù)頻率特性曲線確定系統(tǒng)傳遞函數(shù)原則139 6.2.4奈奎斯特(Nyquist)穩(wěn)定性判據(jù)140 6.2.5頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系141 6.2.6頻率特性分析方法小結(jié)142 6.3典型例題精選143 6.4習(xí)題六155 6.5自測題159 7線性離散時(shí)間控制系統(tǒng)分析與綜合162 7.1本章基本要求162 7.2本章知識點(diǎn)與重要公式162 7.2.1采樣過程與采樣定理162 7.2.2Z變換基礎(chǔ)162 7.2.3線性離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述及求解164 7.2.4離散系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)167 7.2.5數(shù)字控制系統(tǒng)簡介170 7.2.6離散控制系統(tǒng)小結(jié)170 7.3典型例題精選171 7.4習(xí)題七182 7.5自測題187 8線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析法190 8.1本章基本要求190 8.2本章知識點(diǎn)與重要公式190 8.2.1能控性及其判別190 8.2.2能觀性及其判別191 8.2.3對偶系統(tǒng)及對偶原理192 8.2.4狀態(tài)空間模型的幾種規(guī)范型192 8.2.5線性定常系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解193 8.2.6狀態(tài)空間描述與傳遞函數(shù)描述的關(guān)系195 8.2.7狀態(tài)反饋控制195 8.2.8狀態(tài)觀測器196 8.2.9分離原理197 8.2.10控制基礎(chǔ)197 8.2.11線性定常系統(tǒng)狀態(tài)空間分析方法小結(jié)198 8.3典型例題精選198 8.4習(xí)題八216 8.5自測題220 9非線性系統(tǒng)分析222 9.1本章基本要求222 9.2本章知識點(diǎn)與重要公式222 9.2.1相平面分析方法222 9.2.2描述函數(shù)分析方法223 9.2.3李雅普諾夫(Lyapunov)分析方法225 9.2.4本章小結(jié)226 9.3典型例題精選227 9.4習(xí)題九237 9.5自測題239 附錄240 附錄1《自動控制原理》部分習(xí)題參考答案240 附錄2各章自測題部分參考答案257 附錄3浙江大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院近年碩士研究生入學(xué)試題263 附錄4浙江大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院近年碩士研究生入學(xué)試題部分參考答案284 參考書目293